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據New Atlas報道，美國卡內基研究院的研究人員已經開發出一種超硬“鉆石玻璃”。這種新材料完全由粉碎的碳“足球”制成，具有高導熱性，可用于電子領域。
碳是一種多功能的元素，以各種原子排列方式形成許多穩定的結構，從石墨烯到鉆石。它們可以是重復的結晶模式，也可以像玻璃一樣是無定形的，而且原子鍵本身可以形成二維或三維，這決定了材料的硬度。然而，有些形式，如鉆石玻璃，比其他的更難制造。
這項新研究的作者費英偉說：“合成一種具有三維鍵的無定形碳材料是一個長期的目標。訣竅是找到合適的起始材料，在施加壓力的情況下進行轉化。”
例如，如果你對石墨施加壓力，你最終會得到鉆石的結晶排列。鉆石本身似乎是制造鉆石玻璃的合理起點，但是它的熔點為4227 °C，對于實際使用來說太高。該團隊需要找到一種碳的形式，在加壓之前能夠變得足夠的原子無序。
他們在富勒烯(Fullerene)中找到了他們的目標，富勒烯被廣泛地稱為“巴基球”，它由60個碳原子組成，排列成一個空心足球形狀。研究小組對它們進行了加熱，直到球的形狀塌陷成無序排列，然后用一個多螺旋壓力機施加高壓。最終的結果是一種類似鉆石的玻璃，它能夠被生產成毫米大小的碎片。
經過仔細檢查，研究小組發現，新玻璃的硬度約為102GPa。這比自然形成的鉆石要高，但還不如AM-III，一種最近在中國合成的硬度高達113GPa的玻璃形式。
該團隊還聲稱，這種新的超硬玻璃在所有非晶材料中具有最高的熱導率，其K值為26。重要的是，它可以在900到1000℃的溫度下合成，這在工業制造的范圍內。
費英偉說：“一種具有如此優異性能的玻璃的誕生將為新的應用打開大門。新玻璃材料的使用取決于制作大塊的玻璃，這在過去是一個挑戰。我們能夠合成這種新的超硬金剛石玻璃的相對較低的溫度使得大規模生產更加實用。”
這項研究發表在《自然》雜志上。
浙公網安備 33010602000006號
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