世界上最坚硬的物质 比金刚石还硬的东西
在历史的长河中,人们始终对地球上最质的好奇和追求从未停歇,而这一称号长久以来都被金刚石(即钻石)所占据。
当我们思考切削玻璃时,自然会想到金刚石。那么,谁又能切削金刚石呢?过去我们依靠金刚石间的硬度差异进行切割,但现在,科学家已经研发出一种新型玻璃材料——AM-III,这种材料有望取代金刚石成为新的王者。
燕山大学的田永君教授团队最近在《科研评论》杂志上发表了一篇论文,宣布他们已经研发出这种名为AM-III的新型玻璃。据论文所述,AM-III的硬度超越了钻石,成为目前地球上最坚硬的物质。
研究指出,AM-III的维氏硬度高达113 GPa,比金刚石的70至100 GPa要高出许多。实验结果显示,AM-III甚至可以在钻石表面轻易留下划痕。据测算,它的硬度是钢的十倍,比大多数玻璃更坚固20到100倍。
从物理结构上看,AM-III与钻石相似,都是由碳原子构成。但两者在原子和分子的排列上有所不同。钻石拥有完美的晶格结构,属于晶体物质。而AM-III的原子和分子排列不规整,呈现出非晶体的特性。尽管AM-III的硬度令人惊叹,但它被称为新型的玻璃材料而非新型的钻石材料。
在制造方法上,AM-III与人工钻石有着共同点,都是采用高温高压的方法。但AM-III具有特殊的物理性质,如导电和耐高特性。这使它在制造光电设备时具有巨大的潜力,特别是在极端环境中需要高强度、耐磨运作的场合。
那么这种新型材料的应用前景如何呢?我们可以从金刚石的用途中得到一些启示。
AM-III可以用于精密加工领域。由于其超高的硬度,它能够制造出原子级别的超薄切片,如生物的切片,这在超精密加工领域如计算机硬盘、精密光学仪器的反射镜等方面有巨大的应用价值。
其良好的光学性质也使其在光学设备中具有潜在的应用价值。与金刚石类似,如果AM-III的光学性质更加优越的话,那么它在制造激光器窗口、光学元件等领域将发挥不可替代的作用。这将大幅提高激光器的输出功率和光学设备的性能。
从目前的研究来看,这种新型物质的未来应用仍需科学家的进一步探索。至于其制造难度,从人造金刚石的生产经验来看,相信不会太大。在,每年的人造金刚石产量已达到5000吨,这表明我们拥有生产高硬度材料的成熟技术和设备。
尽管AM-III的硬度超越了钻石,但它被称为“玻璃”似乎有些令人惋惜。或许我们可以为它取一个更响亮的名字,比如“玻钻”。未来当它大量生产后,不仅会在工业上发挥巨大作用,也会成为时尚的象征。无论是工业应用还是作为礼物送给心爱的人,“玻钻”都将成为一个代表未来风格的独特选择。