比鑽石更硬玻璃誕生,以後不用擔心手機碎屏了!

2021年11月29日07:58

原標題:比鑽石更硬玻璃誕生,以後不用擔心手機碎屏了! 來源:參考消息網

參考消息網11月29日報導 英國《每日郵報》網站11月25日報導,或許很快就該扔掉笨重的手機殼了,因為科學家創造出了一種比天然鑽石還要硬的超硬玻璃。這種所謂的碳玻璃還擁有所有已知玻璃中最高的熱導率,是由中國吉林大學的研究人員牽頭研製的。該材料所達到的硬度約為102GPa,使之成為目前已知最硬的玻璃之一,僅次於不久前合成的硬度約為113GPa的AM-III碳。

研究報告作者之一、美國華盛頓卡內基科學學會地球化學家費英偉說:“研製出一種擁有如此卓越性能的玻璃,將為新的應用打開大門。”

他還說:“我們能夠在相對較低的溫度下合成這種新的超硬金剛石玻璃,使得批量生產變得更加切實可行。”

碳能夠呈現出各種穩定的形態,它們因為分子結構不同而各不相同。有些結構高度有序(比如石墨和金剛石),還有些則是無序結構,即“非晶態”(比如普通玻璃)。

每種形態的硬度取決於其內部的化學鍵。

費英偉博士解釋說:“合成出一種具有三維鍵合的非晶碳材料一直是長期目標。”他說:“關鍵在於找到合適的起始物料,通過施加壓力進行轉化。”

由於金剛石的熔點極高,達到4027攝氏度,因此不可能使用它作為起始物料來製造像金剛石一樣的玻璃。

事實上,研究團隊轉而使用了富勒烯,這是一種由60個原子組成的碳形態,碳原子排列成一個空心籠狀結構,就像一個足球,這也使得它被俗稱為巴基球。

早在1996年,巴基球的發現者就榮獲了諾貝爾化學獎。

為了將富勒烯轉化為一種類似金剛石的碳玻璃,研究人員使用了一種所謂的大腔體多面砧壓機對其進行壓縮和加熱。

這個過程瓦解了球狀分子,導致了局部無序,同時保留了類似金剛石的中短程有序。雖然由此生成的玻璃尺寸很小,只有1毫米左右,但已足夠塑造成形。

研究團隊說:“這一發現有助於我們瞭解先進的非晶材料,並利用高壓和高溫技術合成塊狀非晶材料。”

他們還說,這一發現“也許會使非晶固態材料的新應用成為可能”。

該研究的完整報告已發表在英國《自然》週刊上。

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