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    比钻石更硬玻璃诞生,以后不用担心手机碎屏了

    发布: 江苏省硅酸盐学会 人气:129 次 时间:2021/12/9 10:59:45 关闭
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    比钻石更硬玻璃诞生,以后不用担心手机碎屏了

      英国《每日邮报》网站11月25日报道,或许很快就该扔掉笨重的手机壳了,因为科学家创造出了一种比天然钻石还要硬的超硬玻璃。这种所谓的碳玻璃还拥有所有已知玻璃中最高的热导率,是由中国吉林大学的研究人员牵头研制的。该材料所达到的硬度约为102GPa,使之成为目前已知最硬的玻璃之一,仅次于不久前合成的硬度约为113GPa的AM-III碳。

    研究报告作者之一、美国华盛顿卡内基科学学会地球化学家费英伟说:“研制出一种拥有如此卓越性能的玻璃,将为新的应用打开大门。”

    他还说:“我们能够在相对较低的温度下合成这种新的超硬金刚石玻璃,使得批量生产变得更加切实可行。”

    碳能够呈现出各种稳定的形态,它们因为分子结构不同而各不相同。有些结构高度有序(比如石墨和金刚石),还有些则是无序结构,即“非晶态”(比如普通玻璃)。

    每种形态的硬度取决于其内部的化学键。

    费英伟博士解释说:“合成出一种具有三维键合的非晶碳材料一直是长期目标。”他说:“关键在于找到合适的起始物料,通过施加压力进行转化。”

    由于金刚石的熔点极高,达到4027摄氏度,因此不可能使用它作为起始物料来制造像金刚石一样的玻璃。

    事实上,研究团队转而使用了富勒烯,这是一种由60个原子组成的碳形态,碳原子排列成一个空心笼状结构,就像一个足球,这也使得它被俗称为巴基球。

    早在1996年,巴基球的发现者就荣获了诺贝尔化学奖。

    为了将富勒烯转化为一种类似金刚石的碳玻璃,研究人员使用了一种所谓的大腔体多面砧压机对其进行压缩和加热。

    这个过程瓦解了球状分子,导致了局部无序,同时保留了类似金刚石的中短程有序。虽然由此生成的玻璃尺寸很小,只有1毫米左右,但已足够塑造成形。

    研究团队说:“这一发现有助于我们了解先进的非晶材料,并利用高压和高温技术合成块状非晶材料。”

    他们还说,这一发现“也许会使非晶固态材料的新应用成为可能”。

    该研究的完整报告已发表在英国《自然》周刊上。

     
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