已知最坚硬的物质是什么?
钻石已经算不上了。
2005年德国贝卢兹大学的科学家在极度高温下压缩纯净碳,获得了一 种新物质,叫做超钻石(hyperdiamond)或钻石整体纤管(aggregated diamond nanomds,简称ADNR)。 虽然这种物质坚硬无比,但看起来就像沥青或闪亮 的黑色布丁。
人类早就知晓,通过加热或加压能将纯净碳从一种形式(石墨)转变成 另一种形式(钻石)。但是这两种方法都没有被贝卢兹研究团队选用,他们 利用了纯净碳的第三种形式,叫做富勒烯,也叫足球烯或“巴克球”。 这种 物质中,60个碳原子构成的分子形似足球,也像美国建筑师富勒(Richard Buckminster Ful...全部
钻石已经算不上了。
2005年德国贝卢兹大学的科学家在极度高温下压缩纯净碳,获得了一 种新物质,叫做超钻石(hyperdiamond)或钻石整体纤管(aggregated diamond nanomds,简称ADNR)。
虽然这种物质坚硬无比,但看起来就像沥青或闪亮 的黑色布丁。
人类早就知晓,通过加热或加压能将纯净碳从一种形式(石墨)转变成 另一种形式(钻石)。但是这两种方法都没有被贝卢兹研究团队选用,他们 利用了纯净碳的第三种形式,叫做富勒烯,也叫足球烯或“巴克球”。
这种 物质中,60个碳原子构成的分子形似足球,也像美国建筑师富勒(Richard Buckminster Fuller)设计的穹隆建筑。
钻石中的碳原子以立方体的方式堆砌成金字塔形状,而这种新物质由 互相锁住的微小短棒构成。
这些短棒因为太微小,被称为“纳米棒(nanorods)”——是希腊语,意为“小矮子”。这些纳米棒长1微米(100万 分之1米)、宽20纳米(5000万分之1米)——是人类头发宽度的5万分 之1〇
将富勒烯置于极高温度(22201)和极高压强(普通大气压的20万倍) 下,就能产生出科学界所知的硬度、劲度和密度都最大的物质。
密度指一种材料中分子排列的紧密程度,用X射线测量。ADNR比钻 石的密度还要高0。3%。
劲度是材料的可压缩性的量度:用使物质的体积缩小而在各个方向上 所需均匀施加的力来衡量。它的基本单位是帕斯卡,以改进了气压计的法。
国数学家帕斯卡(Blaise Pascal)的名字命名。ADNR的劲度是491吉帕,钻
石的劲度是442吉帕,铁的劲度是180吉帕。看来压缩ADNR的难度比铁 几乎高2倍。
硬度相对较容易判定:如果一^种材料能在另一^种材料上刻画出痕迹, 我们就说前者的硬度更大。
德国矿物学家莫斯(Friedrich Mohs)于1812年 设计出了莫氏硬度表。它从最软的云母(硬度为MH1)开始。铅比较软,硬 度为MH1 X;指甲的硬度是MH2 K (与金相同);硬度中等的材料有玻璃 和刀刃,硬度为MH5 X;由刚玉石制造的普通砂纸硬度为MH9;位于硬度 表最高端的是钻石,硬度是MH10。
然而,既然ADNR能够刻画钻石,它的 硬度当然要比钻石高了。
对于钻石迷来说还有更令人沮丧的消息传来:钻石并非“恒久远”。石 墨(很奇怪,它与云母一样,是已知最软的物质之一)的化学稳定性超过钻 石。
事实上所有的钻石正在非常缓慢地变成石墨。当然这个过程慢得难 以觉察,所以不必担心突然发现自己的钻石耳钉变成了铅笔。收起