世界上最堅固的物質(zhì)是什么？

林曉東

什么東西最堅固？許多人會回答“鉆石”。但實際上，有好幾種材料的堅固程度超過鉆石，一起來看看世界上最堅固的物質(zhì)都有哪些吧。

最硬的天然物質(zhì)：鉆石

鉆石即金剛石，是地球上最硬的天然物質(zhì)，但如果用鐵錘猛砸鉆石，鐵錘上會出現(xiàn)一個坑，而鉆石也會被砸碎；用鐵錘砸輪胎，輪胎會變形然后復(fù)原，而不會碎裂。

鉆石很硬，也很難變形，也就是韌性較差，在遭受強力沖擊時，較硬的物質(zhì)將“寧折不彎”，被徹底破壞，較軟的物質(zhì)卻能通過變形來分散沖擊。從這一層面來說，鉆石算不上最堅固。

隕石造出的升級版鉆石：朗斯黛爾石

1967年，科學(xué)家在美國亞利桑那州的隕石坑附近發(fā)現(xiàn)了一些特殊的隕石，它們含有的一種礦物極為堅硬，被命名為“朗斯黛爾石”。

當(dāng)一顆含有石墨的流星穿過大氣層，與地球相撞，撞擊產(chǎn)生的巨大熱量和壓力就有可能將石墨壓縮成朗斯黛爾石。普通鉆石具有立方體的晶體結(jié)構(gòu)，而朗斯黛爾石具有六方晶格，因此也被稱作六方金剛石。理論上，純凈的朗斯黛爾石硬度比鉆石高58%。

比鋼鐵硬的玻璃：鈀微合金玻璃

大多數(shù)玻璃很硬，也很脆，但在2011年，研究人員創(chuàng)造了一種新的微合金玻璃，其中含有銀、硅、鈀、鍺和磷五種元素。鈀給玻璃帶來了韌性，使玻璃在受到?jīng)_擊時能夠變形而不是破裂。這種玻璃比所有種類的鋼都堅固，也是目前最堅硬的不含碳的材料。

鈀微合金玻璃現(xiàn)在還很難制造，成本也很高，但隨著工藝改進，未來我們或許能看到由它打造的玻璃飛機和橋梁。

最硬的“紙”：巴基紙

20世紀后期，科學(xué)家研發(fā)出了碳納米管，它們比鉆石更硬，但非常微小，直徑只有一根頭發(fā)的1/ 50000。

到了21世紀，人們將碳納米管聚合起來制成薄片，也就是巴基紙，它只有鋼重量的10%，強度卻比鋼高出100多倍。巴基紙還能防火、導(dǎo)熱，并為電子設(shè)備抵擋外界的電磁干擾，可用于制造防彈衣和車輛裝甲。

最強單層原子材料：石墨烯

石墨烯由排列成蜂窩狀的單層碳原子組成，它是目前最堅固且最薄的人造材料，強度是鋼的200倍。

如果將一層石墨烯做成吊床，吊床將支撐一只4千克重的貓，但吊床只有貓的一根胡須那么重；一塊像保鮮膜那么厚的石墨烯則能承受大象的重量。石墨烯的導(dǎo)熱、導(dǎo)電能力也非常優(yōu)秀，從電子元件、網(wǎng)球拍到汽車與航天器，石墨烯的應(yīng)用范圍越來越廣泛，我們或許很快就會用上含有石墨烯的產(chǎn)品。

怎樣才算堅固？

一種物質(zhì)是否堅固，與它的硬度、強度等屬性都有關(guān)系。簡單來說，讓不同物質(zhì)互相摩擦，誰能把對方刮花更嚴重，誰的硬度就更高；拉伸物體，在它被拉斷之前能承受的力越大，強度就越高。最堅固的物質(zhì)，應(yīng)該同時具有很高的硬度和強度。

同素異形體

堅固的鉆石、朗斯黛爾石、石墨烯和柔軟的石墨（鉛筆芯的原料）都是由碳元素組成的，這些物質(zhì)被稱為碳的同素異形體。就像同樣是紙，你無法讓一張平整的紙立在桌上，但要是把紙對折出數(shù)道折痕，它就能立起來，卷成圓筒，它還能托住一本書，碳原子排列的結(jié)構(gòu)不同，使同素異形體擁有了不同的硬度和強度。