我國科學(xué)家開發(fā)出世界最堅硬玻璃材料 能夠劃傷鉆石

雖然目前鉆石被認(rèn)為是迄今為止宇宙中已知的最堅硬的材料，不過日前據(jù)媒體報道，來自外媒的消息稱中國的材料科學(xué)家們在對各種形式的碳進行了實驗并創(chuàng)造出了一種堅硬到可以劃傷鉆石表面的玻璃。據(jù)報道，這種透明材料還具有不可思議的強度，它可以作為半導(dǎo)體，這為光伏領(lǐng)域帶來了一些令人興奮的可能性。

這種被稱為AM-III的新材料跟鉆石有一些相似之處，無論是天然的還是人造的，因為它主要由碳原子構(gòu)成。但鉆石的原子和分子排列是完美的晶格結(jié)構(gòu)，而AM-III的原子和分子排列不整齊，它的結(jié)構(gòu)更加混亂，這種材料被稱為非晶態(tài)。

像塑料、凝膠和玻璃都是非固態(tài)材料，但它們通常不會讓大家聯(lián)想到超高的硬度或強度。來自中國燕山大學(xué)的科學(xué)家們通過艱苦的試驗和錯誤嘗試了原子和分子的不同排列方式，另外他們還轉(zhuǎn)向足球形狀的碳分子富勒烯并試圖將這些特性應(yīng)用到玻璃材料中。

我們已經(jīng)看到材料科學(xué)家研究富勒烯來開發(fā)可燃性納米粒子、先進的太陽能電池并進一步提高我們對空間的認(rèn)識，而這項新研究的研究人員們發(fā)現(xiàn)，它們還可以用作形成耐受性非晶態(tài)材料的起點。富勒烯受到越來越大的熱量和壓力，導(dǎo)致它們被壓碎并混合在一起，為此，研究小組小心翼翼地將熱量和溫度調(diào)高到未知的范圍，一直到AM-III形成。

經(jīng)維氏硬度測試，這種新材料的硬度有113 GPa。低碳鋼的維氏硬度約為9 GPa，而天然鉆石的維氏硬度約為70至100 GPa。該團隊的綜合力學(xué)測試證明，AM-III是迄今為止已知的最堅硬和最強的非晶態(tài)材料，它能夠劃破鉆石的表面。

此外，這種材料還被發(fā)現(xiàn)是半導(dǎo)體的，其帶隙范圍為1.5到2.2 eV，類似于常用的非晶硅。這種電子和機械特性的結(jié)合使AM-III成為科學(xué)家們開發(fā)將光轉(zhuǎn)化為電能的光伏技術(shù)的一個有吸引力的命題。