素有“硬度之王”之稱(chēng)的金剛石也有“脆弱”的一面：作為一種晶態(tài)材料，規整排列的原子結構導致其性質(zhì)具有很強的方向性。換言之：有些方向硬度特別大，而有些方向則相對較弱。北京高壓科學(xué)研究中心曾徵丹研究員的團隊最近合成出了一種原子無(wú)序排列的新型碳材料——玻璃態(tài)金剛石則很好地彌補了傳統金剛石的這一缺點(diǎn)。該材料硬度可以像金剛石那樣高，各個(gè)方向性質(zhì)又能很均勻，或可成為“無(wú)懈可擊”的新材料。
曾徵丹曾表示，碳原子的排列非常靈活，可以像搭積木，不同的排列組合，可形成性能和結構迥異的各種碳材料，金剛石和石墨就是典型的例子。碳原子的這種特性也給予了尋找新型碳材料極大的探索空間。
金剛石俗稱(chēng)“鉆石”，是自然界天然最硬的材料，具備最高熱傳導率以及熔點(diǎn)和可見(jiàn)光折射率極高等特性。這些優(yōu)異性質(zhì)主要源于其內部每個(gè)碳原子都和相鄰4個(gè)碳原子形成的強度極高的化學(xué)鍵，而其“缺點(diǎn)”則多來(lái)自規則整齊（晶態(tài)）的原子排列導致的性質(zhì)在方向上的不均勻。有沒(méi)有一種辦法可以彌補這一缺點(diǎn)？
近日，曾徵丹團隊在約50萬(wàn)個(gè)大氣壓，1500攝氏度溫度下首次合成出塊狀的玻璃態(tài)金剛石。這種新材料內部化學(xué)鍵和傳統金剛石一樣，同時(shí)也擁有一顆“玻璃心”——內部原子排列被證明是高度無(wú)序的。因此，它既具備跟金剛石可以媲美的極高強度，又像玻璃一樣沿任意方向性質(zhì)都很均勻，有望成為已知最強的玻璃材料。
資料來(lái)源：科技日報
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