科学家利用“巴基球”合成新型超硬钻石玻璃

关键词 超硬|2021-12-03 10:50:54
摘要 根据一项新研究,包括卡内基梅隆大学的费英伟和王林在内的一个国际研究小组合成了一种新的超硬形式的碳玻璃,在设备和电子方面有大量潜在的实际应用。它是已知最硬的玻璃,在所有玻璃材料中具有...

根据一项新研究,包括卡内基梅隆大学的费英伟和王林在内的一个国际研究小组合成了一种新的超硬形式的碳玻璃,在设备和电子方面有大量潜在的实际应用。它是已知最硬的玻璃,在所有玻璃材料中具有最高的导热性。他们的研究结果发表在《自然》杂志上。

微信截图_20211129084117.png

当涉及到理解一种材料的特性时,功能遵循形式。原子如何相互化学键合,以及由此产生的结构排列,决定了一种材料的物理品质--既包括那些肉眼可以观察到的,也包括那些只有通过科学探测才能发现的。
       碳在形成稳定结构的能力方面是无可匹敌的--无论是单独或与其他元素结合。一些形式的碳是高度有组织的,具有重复的晶体模式。其他的则更加无序,一种被称为无定形的特征。将碳基材料结合在一起的键的类型决定了其硬度。
       费英伟解释说:“合成一种具有三维键的无定形碳材料是一个长期的目标。诀窍是找到合适的起始材料,在施加压力的情况下进行转化。”

卡内基梅隆大学地球和行星实验室主任Richard Carlson补充说:“几十年来,卡内基的研究人员一直处于该领域的前沿,利用实验室技术产生极端压力来生产新型材料或模仿行星内部深处的条件。”

微信截图_20211129084126.png

       由于其极高的熔点,不可能用钻石作为起点来合成钻石玻璃。然而,由吉林大学的刘冰冰和姚明光(前卡内基访问学者)领导的研究小组通过使用一种由60个分子组成的碳的形式,排列成一个空心球,取得了他们的突破。这种获得诺贝尔奖的材料被非正式地称为“巴基球”,它被加热到足以使其类似足球的结构崩溃,以诱发无序状态,然后在压力下将碳变成结晶钻石。
       该团队使用了一个大体积的多安瓿压力机来合成钻石玻璃。这种玻璃足够大,可以进行表征。它的特性用各种探测原子结构的先进的高分辨率技术进行了确认。
       费英伟解释说:“一种具有如此卓越性能的玻璃的诞生将为新的应用打开大门。新玻璃材料的使用取决于制作大块的玻璃,这在过去是一个挑战。我们能够合成这种新的超硬钻石玻璃的相对较低的温度使得大规模生产更加实用。”

  ① 凡本网注明"来源:金刚石刀具网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:金刚石刀具网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非金刚石刀具网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

全国人大代表胡来运聚焦超硬材料产业升级 力促河南从制造优势转向创新优势

全国人大代表胡来运聚焦超硬材料产业升级 力促河南从制造优势转向创新优势

​据河南政府网消息,全国人大代表、中国兵器豫西工业集团中南钻石有限公司首席技师胡来运,在赴京参加全国两会前夕,正围绕其深耕的超硬材料产业积极准备履职建言...

日期 2026-03-06   刀具新闻
中东局势对超硬材料行业的影响

中东局势对超硬材料行业的影响

​中东地区持续动荡的局势,正通过错综复杂的渠道对中国超硬材料行业产生深远影响,呈现出短期需求刺激与长期战略调整并行的复杂态势。首先,最直接的影响来自于地...

日期 2026-03-06   刀具新闻
河南首批优势特色本科专业集群公示,郑大与商丘师院聚焦超硬材料入选

河南首批优势特色本科专业集群公示,郑大与商丘师院聚焦超硬材料入选

近日,河南省教育厅发布公示,经高校申报、资格审核、答辩评审,拟立项培育34个河南省优势特色本科专业集群。其中,郑州大学的“前沿新材料专业集群”和商丘师范...

日期 2026-03-02   刀具新闻
校友企业邢台惠捷:筑造超硬材料砂轮高地

校友企业邢台惠捷:筑造超硬材料砂轮高地

​为深化校企联动,凝聚校友力量,探寻邢襄大地校友企业在产业赛道上的深耕密码,近日我们走进了1985级材料系无机非金属材料专业校友张建莉任职总经理的邢台惠...

日期 2026-02-12   刀具新闻
商丘市政协常委张慧: 强化龙头引领 深化产业融合 全力推动我市超硬材料产业高质量发展

商丘市政协常委张慧: 强化龙头引领 深化产业融合 全力推动我市超硬材料产业高质量发展

“超硬材料作为关键战略材料,对保障产业链安全、推动产业升级具有重要意义,我市需紧抓机遇,全力推动该产业向高端化、品牌化、绿色化与融合化深度发展。”商丘市...

日期 2026-02-12   刀具新闻
河南表彰100名非公经济人士,超硬材料行业2人上榜

河南表彰100名非公经济人士,超硬材料行业2人上榜

近日,中共河南省委统战部、河南省工业和信息化厅、河南省人力资源和社会保障厅、河南省市场监督管理局、河南省工商业联合会决定,授予宋川等100名个人“河南省...

日期 2026-02-06   刀具新闻
丹阳超硬材料工具产业稳健增长 2025年开票销售超百亿

丹阳超硬材料工具产业稳健增长 2025年开票销售超百亿

​据丹阳市人民政府消息,在28日举行的市超硬材料工具商会2025年年会上获悉,面对复杂外部环境,丹阳市超硬材料工具行业过去一年实现稳健发展,全行业开票销...

日期 2026-02-06   刀具新闻
超硬材料人才培养联盟在郑州成立

超硬材料人才培养联盟在郑州成立

1月30日,超硬材料人才培养联盟成立仪式在郑州大学举行。河南省教育厅二级巡视员曹克舜,河南工业大学副校长白艳红,商丘师范学院副校长翟滨,许昌学院副校长杜...

日期 2026-02-06   刀具新闻
丹阳市超硬材料工具商会迎新春年会隆重举行 全市130余家工具企业汇聚一堂喜迎新春

丹阳市超硬材料工具商会迎新春年会隆重举行 全市130余家工具企业汇聚一堂喜迎新春

银蛇飞舞辞旧岁,骏马奔腾迎新春!元月二十八日丹阳市超硬材料工具商会迎新春年会在香逸大酒店隆重举行,中国五金交电化工商业协会理事长王家生、副理事长周德益、...

日期 2026-02-06   刀具新闻
美日联合建设高温高压金刚石项目对我国超硬材料行业的影响分析

美日联合建设高温高压金刚石项目对我国超硬材料行业的影响分析

​近日,路透社援引消息人士独家报道,在去年美日达成的贸易协议框架下,日本曾承诺对美国投资5500亿美元,其中依托元素六(ElementSix)投资5亿美...

日期 2026-02-06   刀具新闻