目前世界最硬的物质——聚合钻石纳米棒

    2019-08-12 16:30:19 次阅读

    钻石被认为是世界上最昂贵的饰品之一,除了因为它的稀有度之外,还因为它有着巨硬的品质。它之所以受到人类的追捧,因为它被认为是永恒的象征,这源于它的高硬度。虽然钻石很硬,但世界上最硬的物质是这种物质而不是它,人为是很难将它破坏的。

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    1822年德国一位名为腓特烈·莫斯的矿物学家提出了“莫氏硬度”的概念,他提出这个概念是为了统一定义矿物硬度的标准,在现代的测量中,莫氏硬度仍然被用以表示一种矿物质的硬度。那么莫氏硬度是如何衡量矿物的硬度呢?它的原理很简单,就是用金刚钻在矿物的表面刻画一道痕,然后测量该划痕的深度,得出来的结果就是莫氏硬度了。在目前人类已发现的所有矿物中,金刚石的莫氏硬度是最高的,达到了10。

    相信很多人对金刚石没有概念,也很少见过金刚石,但如果说它的另一个名字的话,相信你就恍然大悟了。没错,它也是钻石。金刚石是一种价值两极分化的物质,金刚石作为工业加工部件十分常见,而钻石作为首饰就比较罕见了。然而科学家表示,即使金刚石的莫氏硬度是最高的,它也只能是自然界最硬的物质,而世界上最硬的物质并不是它,而另有其物。

    随着人类材料学的日益发展,人类在很早之前就研发出比金刚石还要硬的物质,它就是聚合钻石纳米棒。据科学家介绍,这种物质是目前世界上最硬的物质,而且它的这个名号在未来一段时间内无法被其他的物质夺走。它的本质是纳米级的晶型钻石,由于它如此特别的性质,因此它被广泛地应用在工业切割上。科学家表示,如果对聚合钻石纳米棒再进行加工的话,它能够做到削铁如泥。

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    那么这种物质是如何被人类研发出来的呢?聚合钻石纳米棒也被称为“超钻石”,它的首次问世是在2003年,科学家利用同样有着超高硬度的石墨烯来制作了它。从聚合钻石纳米棒的结构来看,它是由石墨烯压缩而成的。当多层石墨烯压缩成一块超钻石后,它的硬度自然不小。根据物理学上的定义,钻石的弹性模量在442到446Gpa左右,而超钻石能够达到491Gpa。可能有朋友会认为两者的差距也不是很大,但在超钻石研发出来之前,钻石一直被认为是最硬的物质。当有新物质的硬度超过了钻石时,自然是人类技术上的重大突破。

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    虽然超钻石是目前世界最硬的物质,但它还未大量地出现在人们的生活中,因为它的成本还是相当高的。其实类似超钻石这种情况的物质大量存在,它们一开始都应用在科学研究上,由于有着高成本而得不到普及。随着科学家对它们深入研究并且逐渐降低成本,它们才逐渐被应用在工业上,逐渐被人们所认识。因此有不少科学家认为,在未来超钻石也会走相同的道路,未来的工业建设还是有它的用武之地。

    如果人类能够在未来将研发超钻石的成本大大降低的话,那么人类在制造宇宙飞船的时候又多了一种新的选择。有了这种材料的加持,相信人类制造出来的飞行器能够更加自如地在宇宙中驰骋

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