比砖石更加坚固的新型材料

　　编译：和风
　　这种新材料在强度和耐用性上与钻石相似，但也具有半导体特性。图片来源:舒特斯托克.COM
　　研究使用钻石作为硬度的基准是有原因的。闪闪发光的宝石具有最高的被认可维克斯硬度（VH）的任何天然材料在约70千兆帕斯卡 （GPa），他们甚至以希腊语单词命名的 ＂无敌＂。
　　中国科学家发明了一种叫做AM-III的新型碳，这是迄今为止已知的最坚硬、最强的无定形物质。VH为113 GPa，实际上比钻石更难——而且同样坚固。
　　研究人员在上周发表在《国家科学评论》杂志上的研究报告中解释说：＂这些材料具有出色的机械性能——可与晶体金刚石相媲美，AM-III的硬度和强度超过了任何已知的无定形材料。＂
　　这种超硬、超强、超导（无定形）碳材料的出现为最苛刻的实际应用提供了极好的候选材料。
　　钻石的非凡强度和耐久性在很大程度上归功于其极其常规的结构——它只由排列在四面体结构中的单个碳原子组成。因此，你可能会期望这种更坚固的新材料有类似的结构，那就大错特错了。
　　实际上，研究小组通过压扁巴基球（一个由60个连接碳原子组成的笼子，排列有点像一个足球），直到它们崩塌产生无定形物质——这就是AM-III中的AM所代表的。这使得它与钻石存在一个非常大的不同——事实上，它更像是玻璃。
　　你可能听说过玻璃实际上是液体的＂神话＂。事实并非如此，但它也不完全是固体：它是这些奇特的无定形固体中的另一种。这意味着，对于玻璃和AM-III来说，分子结构没有长期的顺序——分子并不像你在液体中看到的混乱那样杂乱无章，但它们也没有你在固体中发现的那么规律和有序。这意味着你最终会拥有一种在每一种实际意义上都是固体的材料，但是其分子仍然可以随着时间的推移而移动——尽管时间非常非常长。
　　AM-III 的众多建议应用之一非常直接地使用这种玻璃般的质量：有人建议，这种新材料可用于制造比当前技术硬 20 到 100 倍的防弹窗。
　　研究人员说，AM-III的无定形质量为它提供了一大堆其他属性，使其在高科技产业中广泛应用。例如，AM-III 也是一种相当不错的半导体。研究人员称，这意味着这种新材料有可能被用于＂新型光电应用＂——认为太阳能或太空时代的武器。
　　虽然这种新材料的大规模生产可能需要一些时间，而且可能不太便宜，但各种应用使得这种新型黄色玻璃成为我们未来可能经常看到的东西。
　　＂AM-III确实是一种前所未有的新型AM碳材料，＂该论文解释道。＂独特的短程顺序、微观结构和构图提供了半导体和卓越机械性能的独特组合 。＂因此，许多研究人员呼吁对AM碳分配进行进一步的实验和理论探索。
　　凯蒂·斯帕丁
　　凯蒂是国际财务报告科学团队的自由撰稿人，发表了205篇文章，现居伦敦。她花了十年时间专注于学习数学。获得博士学位后，她开始写科学，她最喜欢的主题是动物、全新的东西，当然还有数学（她只是觉得数学很整洁）。她有一个不可思议的＂超能力＂，可记住很多无用的琐事。