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科研人员创造出了坚硬如钻石的物质,但它的形状是无定形的
科技科学
王凯
2017-08-31 19:15:53
[ 更新者-中华经贸网导读 ] 一个由卡内基高压物理学家组成的团队创造出了一种坚硬如钻石的碳,但它的形状是无定形的,这意味着它缺乏钻石晶体结构的大规模结构重复。  碳是一种看似无限可能的元素,

 一个由卡内基高压物理学家组成的团队创造出了一种坚硬如钻石的碳,但它的形状是无定形的,这意味着它缺乏钻石晶体结构的大规模结构重复。

  碳是一种看似无限可能的元素,因为它的电子的结构允许有无数的自粘组合,从而产生一系列具有不同性质的材料。

  例如,一些形式的碳,如煤,是所谓的非晶质,这意味着它们缺乏构成晶体的长期重复结构。

  其他形式的碳是结晶的,包括透明的、超硬的钻石和柔软、不透明的石墨。在某种程度上,它们有不同的性质,因为组成它们的碳原子在不同的构型下成键。钻石有一个键合结构叫做sp3,石墨里的碳和sp2键结合在一起。

  通过改变外部条件,如温度和压力,类似于水冻结成冰或沸腾成蒸汽的外部条件,可以改变形状任何这些物质的碳键的结构。

  其他类似于碳,锗和硅的元素,由极强的sp3键组成,但还没有定形。但到目前为止,还没有合成出类似的碳相。

  该团队通过将一种名为“玻璃碳”的结构无序的碳(50亿吨)和约2,780华氏度(1800摄氏度)的结构,制造出一种结构无序的碳,从而创造出无定形钻石。

  他们创造的样本保留了它的结构变化和不可压缩性,一旦它返回到环境温度和压力。更重要的是,精密的光谱学工具证明了它们的新材料有sp3碳键,尽管它是无定形的,缺乏晶体的排序。

  我们的无定形钻石是致密、透明、超强的,而且有可能是超硬的,还有更难以置信的特性有待发现。下一步研究这个非晶金刚石的特性将测量它的硬度、强度、光学性质和热稳定性。

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