科學家發現新型超硬碳

碳元素的豐度值在宇宙中排名第四，并且以多種形式存在，稱為碳的同素異形體。碳的同素異形體包括金剛石和石墨。最近，由卡內基地球物理學實驗室的科學家們所組成的一支科研團隊發現一種新型的超硬碳，這種碳能夠承受極大的壓應力，這種壓力以前只有金剛石能夠承受。這個突破性的發現將刊登在《物理評論通訊》上。

該團隊由斯坦福大學的溫迪教授(Wendy L.Mao)和她的研究生于林(Yu Lin)所率領。該實驗用一種叫做玻璃碳的物質來作實驗原料，該物質于上世紀50年代初首次合成成功，且綜合了玻璃和陶器的優良特性與石墨的優點。該團隊通過給玻璃碳施加超過400 000倍的標準大氣壓，從而“制造出”這種新的碳同素異形體。

據測定，這種新型碳的某一個方向能夠承受130萬倍的標準大氣壓，而其它方向則能夠承受60萬倍的標準大氣壓。除了金剛石以外，目前還沒有發現其它物質能承受如此強度的壓應力，這表明這種新的碳同素異形體具備超乎想象的硬度值。

然而，與金剛石和其它的晶體碳所不同的是，這種新型碳的結構并不是重復的原子單位。它是一種非晶體物質，因而它的結構不具備晶體的晶格特征。如果這種非晶體超硬碳同素異形體的硬度是各向同性的，那么與金剛石相比它就具有一個潛在優點，即在各個方向上該物質的硬度都一樣大。相比較而言，金剛石的硬度在很大程度上是由晶體定位的方向決定的。

卡內基地球物理學實驗室的主任拉塞爾·赫姆利(Russell Hemley)認為，這些發現使得包括開發超硬鐵砧以用于高壓研究在內的潛在應用成為可能，并且有利于開發出新一代的超密超強材料。