
鑽石可能是已知最強的天然材料,但研究人員剛剛創造了一些激烈的競爭。
通過以15,000英里/小時的速度(24,100 km/h)向牆壁發射一角錢大小的石墨盤,科學家暫時創造了一種六角形鑽石,比天然,立方體既牢固又強。
六角形鑽石,也稱為Lonsdaleite鑽石,是一種特殊類型的鑽石碳 原子以六角形的方式排列。當石墨暴露於極端熱量和壓力時,例如在流星衝擊部位,稀有物質長期以來一直被認為比普通立方鑽石更強。
但是,由於在撞擊坑中發現的六角形鑽石含有太多雜質,因此科學家從未準確地測量其特性。
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現在,研究人員不僅鍛造了六角形鑽石,而且還測量了它們的剛度 - 與聲波和激光光的結合在一起,可以抵抗壁板或拉伸時抗變形的能力。
“鑽石是一種非常獨特的材料,”研究合著者Yogendra Gupta,華盛頓州立大學衝擊物理研究所主任,在一份聲明中說。 “它不僅是最強的 - 它具有優美的光學特性和非常高的導熱率。現在,我們製造了鑽石的六角形形式,在衝擊壓縮實驗下產生的鑽石形式,比常規的寶石鑽石顯著更硬,更強大。”
立方鑽石通常在地面表面以下90英里以上(150公里)的形成,在極端壓力下,比深海的壓碎深度大,而溫度超過2,732華氏度(1,500攝氏度)。但是,為了形成六角形鑽石,研究人員使用火藥和壓縮空氣模仿了流星罷工的高能影響,以令人難以置信的速度發射石墨盤。當磁盤撞到牆上時,衝擊的衝擊波迅速將磁盤轉化為六角形鑽石。
為了測量鑽石的強度和剛度在將礦物粉碎到史密斯六礦物之前的一秒鐘內,研究人員發出了聲波,並測量了它帶有激光的六角形鑽石的速度。 (聲波會導致鑽石密度在移動時會波動,從而影響激光束的路徑長度。)材料的僵硬是,更快的聲音會通過它移動。
很難判斷六角形鑽石是否比普通鑽石更難。硬度是衡量刮擦材料表面的困難,而六角形鑽石的存在時間不足以使科學家無法刮擦它們。
目前,科學家還沒有找到一種在實驗室中創建更長壽的六角形鑽石的方法,但是如果發現了一種方法,研究人員預計將為他們提供一系列用途 - 從更有效的鑽頭尖端到更加典型的互動戒指。
古普塔說:“如果有一天我們可以生產它們並拋光它們,我認為它們比立方鑽石更受歡迎。” “如果有人對你說,'看,我要給你兩個鑽石的選擇:一個比另一個鑽石要稀有得多。”你會選擇哪一個? ”
研究人員於3月31日在雜誌上發表了他們的發現物理評論b。
最初發表在現場科學上。