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科学家在实验室造出六边形钻石,比真钻石还坚硬!

2021-04-03 20:10 前瞻网   

 

科学家在实验室造出六边形钻石,比真钻石还坚硬!

钻石可能是已知的最坚固的天然物质,但研究人员刚刚制造了一种更坚固的。通过以15000英里/小时(24100公里/小时)的速度发射一枚一毛钱大小的石墨圆盘,科学家们瞬间创造出了一种比天然立方体钻石更坚硬、更坚固的六边形钻石。

六边形钻石,也被称为Lonsdaleite钻石,是一种特殊类型的钻石,其碳原子排列成六边形。当石墨暴露在极端的热和应力下时形成,比如在流星撞击的地点,这种稀有的材料长期以来被认为比普通的立方钻石更强。

然而,由于在陨石坑中发现的六边形钻石含有太多的杂质,科学家们从未准确地测量过它们的性质。

现在,研究人员不仅锻造出了六边形的钻石,还用声波和激光结合的方法测量了它们的硬度——即在被挤压或拉伸时抵抗形状变化的能力。

“钻石是一种非常独特的材料。”研究合著者、华盛顿州立大学冲击物理研究所所长约根德拉·古普塔在一份声明中说。“它不仅是最坚固的,还有漂亮的光学性能和非常高的导热性。现在我们已经在冲击压缩实验中制造出了六边形的钻石,它比普通的宝石钻石要坚硬和坚固得多。”

立方钻石通常在地球表面下90英里(150公里)以上形成,其承受的极端压力是深海深处的许多倍,温度超过2732华氏度(1500摄氏度)。但为了形成六边形钻石,研究人员模拟了流星撞击时的高能冲击,使用火药和压缩空气以超高速度发射石墨圆盘。当圆盘撞击墙壁时,冲击产生的冲击波迅速将圆盘变成了六边形的方块。

为了在矿物被粉碎前的几分之一秒内测量钻石的强度和硬度,研究人员发射了一种声波,并用激光测量声波穿过六边形钻石的速度。(声波使钻石密度在移动过程中发生波动,从而影响激光束的路径长度。)材料越硬,声音通过它的速度就越快。

很难判断六边形钻石是否比普通钻石硬。硬度是用来衡量划伤材料表面的困难程度的,而六边形钻石存在的时间不够长,科学家们无法划伤它们。

目前,科学家们还没有找到一种方法在实验室中制造出更长寿的六边形钻石,但如果找到了一种方法,研究人员预计将有一系列用途——从更有效的钻头尖端到更漂亮的订婚戒指。

古普塔说:“如果有一天我们能生产并抛光它们,我认为它们会比普通钻石更受欢迎。”

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责任编辑: 4114RWL

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