2007年7月6日 星期五

ADNRs 比鑽石還硬的物質

Diamonds are not forever

德國科學家已經發明一種物質其硬度比鑽石還硬。Natalia Dubrovinskaia 以及她在 Bayreuth 大學的同事將碳六十分子施以巨大壓力而製造出這種物質。這個新形成的物質稱為 aggregated diamond nanorods(聚合鑽石奈米棒,ADNRs)具有很多工業上的應用。詳見:App. Phys. Lett. 87 083106

物質的硬度是經由測定等溫大塊物質的模量(modulus)而得知。Aggregated diamond nanorods 的模量是 491 GPa,而鑽石只有 442 GPa,Dubrovinskaia 與她二位同事已經取得製造這種新物質的專利技術。

每個碳原子分別以強而有力的共價鍵與其他四個碳原子相連是鑽石如此堅硬的原因。而這個新物質與鑽石不同,他是由細小的鑽石棒交互連扣而成,每個鑽石棒是 5-20 奈米的鑽石結晶,其長度約 1 微米。這個團隊以將近 20 GPa,相當於 200 大氣壓的壓力壓縮碳六十分子,並且同時加熱到 2500K 而製造出 ADNRs。他們在法國 Grenoble 的 European Synchrotron Radiation Facility 測量 ADNRs 的性質,發現他只比鑽石稠密 0.3%,而且是世界上壓縮性最低的物質。現在他們已經想出大量製造工業等級產品的方式,只待合作夥伴出現了。