迄今为止,被全世界公认、自然界中天然存在的最坚硬的物质当属金刚石(钻石),在日常生活中往往被应用于玻璃切割等领域,其自身也是一种贵重的宝石。
不过,虽然自然界天然存在的物质中金刚石硬度最高,但非天然人造材料中,诞生了一种能够划伤钻石的新型玻璃。
8月11日消息,多方媒体报道称燕山大学亚稳材料制备技术与科学实验室开发出了一类新型玻璃材料,名为AM-III。
公开数据显示,天然金刚石的维氏硬度大约在70到GPa间,而AM-III的维氏硬度达到了GPa,成为世界上最硬的材料。
经测试,AM-III能够轻松在钻石表面留下较深的划痕,据测算要比钢坚硬十倍,比现阶段大多数的防弹玻璃坚硬20-倍。
据燕山大学的研究人员透露,这类新型玻璃材料的原子构成与金刚石很相似。但不同于原子和分子排列完美的金刚石,AM-III的原子和分子排列不整齐,结构混乱,因此AM-III属于非晶态。
或许正因如此,AM-III才会具备比金刚石更大的硬度。值得一提的是,AM-III的特性不仅仅是够硬,还有出色的机械和电子性能。
笔者了解到,AM-III这种非晶碳还是一类光学透明的半导体材料,能够随意传输电流。
故而,AM-III不仅能被应用于需要超高强度和耐磨性的光伏应用,还可以被用于在高压和高温等极端环境下运作的光电设备。
值得一提的是,虽然AM-III的用途非常广泛,但受种种特性的影响,这类新型玻璃材料的制作难度较大。
有关报道称,研究人员采用富勒烯C60在高温高压下截获了AM-III。而公开资料显示,高压高温是目前工业中制造合成钻石的过程中最常见的方法。
在制备期间,碳需要承受天然钻石在地球深处自然形成所承受的类似的高温和高压,温度上大约能够达到摄氏度。
这意味着,工业制造AM-III需要消耗大量的能源以提供高温环境,尤其是在大规模不间断制造的情况下,耗能之大难以想象。
不过,随着制造工艺的不断升级,AM-III制备方式的能耗有望得到有效控制。从而正式展开AM-III的大规模产业化应用,并进一步推动科技的发展。
但仍然要注意的是,在将科研成果进行转化的过程中,无论是科研团队还是企业,都将会面临未知的困难和瓶颈。
文/谛林审/球子