钻石是当前已知的最坚硬的材料|中国科学家实现技术突破,研发出一种全新材料,比钻石更强硬

钻石是当前已知的最坚硬的材料 , 因此其常被用来切割玻璃 。 但是燕山大学田永君教授团队却研制出一种能够切割钻石的新型玻璃材料——AM-III 。
田永君院士是我国超硬材料领域的专家 , 在十余年的不断探索下 , 田永君院士已经在这一领域 , 取得了诸多令人瞩目的成绩 。
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譬如 , 2013年田永君院士团队合成出极硬的纳米孪晶立方氮化硼材料;建立共价材料硬度的系统理论;发现多晶共价材料在纳米尺度可持续硬化等等 。
而在如今 , 田永君院士团队又在超硬材料领域 , 实现了新的突破 , 团队研制出一种比钻石更硬的材料 。
据了解 , 天然钻石的维氏硬度在70到100GPa之间 , 而AM-III的维氏硬度则达到了113GPa , 远高于天然钻石 。
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由此 , AM-III成为了世界上最硬且最强的材料 。 在钻石表面 , AM-III能够轻松划下一道痕迹 。
不过 , 想要制作出如此强大的材料并不容易 , AM-III的制作工艺十分复杂 。
研究团队利用高压与将近1300摄氏度的高温 , 使得富勒烯C60(60个碳原子构成的中空分子)拥有具有高sp3键比例的 , 一种有着淡黄色外表的透明无定形碳材料 , 也就是AM-III 。
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AM-III与钻石同为碳原子构成 , 但不同的是 , AM-III的原子与分子排列并不整齐 , 反而结构更为混乱 。 特殊的结构 , 让AM-III在多项性能上都表现出了十分亮眼的成绩 。
AM-III的特性 , 展现出其在诸多领域 , 都有望实现重要的应用 。
一是 , 出众的硬度 。
AM-III的硬度强于天然钻石 , 比绝大部分防弹玻璃还要坚固20到100倍 。 这让AM-III有望在切割领域、军工领域等 , 实现广泛的应用 。
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二是 , AM-III是一种半导体 。
光致发光与吸收光谱证明 , AM-III是一种半导体 , 其带隙范围在1.5-2.2eV 。
而且 , AM-III还是一种有着与硅相近高效的半导体 , 其具有随意传输电流的能力 。 这使得 , AM-III适用于高压与高温等极端环境下运作的光电设备 , 有望实现不错的应用 。
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三是 , 出众的机械与电子性能 。
这一点 , 使得AM-III在需要超高强度与耐磨性的光伏应用领域 , 会有着不错的发挥 。
由此来看 , AM-III的独特性 , 使得其在诸多领域 , 将有着不错的发挥 。 未来 , AM-III或许会在多行业大放异彩 , 令人十分期待 。
也希望 , 中国科学家能取得越来越多的成绩 , 带领中国科学界走向世界 。
文/BU审核/子扬校正/知秋
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