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tội có bạc online(www.84vng.com):比钻石硬度高40倍的新型材料之王:硫化碳炔的应用有多高精尖?

时间:2个月前   阅读:5   评论:1

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以往我们说到硬度最大的物质,第一反应都是金刚石,但是现在科学家经过研究发现,世界上最硬的东西,另有名堂。


这是一种叫做硫化碳炔的东西,硬度颠覆了人们的认知,一直被人们冠以最坚硬物体的金刚石,硬度只有硫化碳炔的百分之三十左右。这种物体比钻石硬度高40倍,比钢铁的硬度高200倍,而这么坚硬的东西,总体的质量竟然比纸轻1000倍!


硫化碳炔被称为材料之王,它到底是个啥?


世界最硬的物体:却很不稳定


其实如果说出石墨烯的名字,很多网友都早听说过了,但是就算这个新发现的物质,都不能和硫化碳炔相比。


目前为止人类发现的最坚硬的物体,就是硫化碳炔了,它已经创造了最坚硬的世界纪录。




让人意外的是,这种世界最硬的物体,是可以制造的,但是加工过程因为硫化碳化的不稳定性,导致加工起来非常不容易。


硫化碳炔的坚硬程度是钢的200倍,所以在这个世界上没有任何物体可以和硫化碳会比硬度。硫化碳炔其实就是对碳内部的元素结构进行调整,使原本脆弱的碳元素结构变得坚硬无比,这其实就是利用非常高科技的手段,改变元素的内部结构,从而达到自己想要的东西。


科学家发现,碳块的组成是很多碳原子聚集在一起形成的,但是现在科学界有很大的争论,很多科学家认为这种物体,不是在地球上合成的,而是在宇宙里存在,通过陨石掉落到地球上的。


而化学家们则通过检测其成分和化学结构,认为能够在地球上合成硫化碳炔,这些争论造成了研究团队们对此非常关注,经过不断的科学实验,目前已经能够批量进行生产硫化碳炔了,采用的技术就是世界最先进的双层壁碳纳米管,用这个技术合成碳链。


而且应用了高科技手段,改造了碳内部结构,让其原本脆弱的碳元素结构,变得坚硬无比,美国的科学家经过多种理论测算,得出的结论就是,目前为止人类发现的最坚硬的东西,就是这种叫做硫化碳炔的物质了。


也有网友觉得奇怪,这种硫化碳炔真的有这么坚硬吗,钻石就算是最硬的物质,使劲摔倒地面还是会破损的,这种比纸张还要轻盈的物质,能比金刚石还要坚固?目前说硬度的等级,是使用该物质在摩氏硬度刻划硬度最硬。


人们目前发现的最硬物体,还有一种是火山喷发中形成的,极为坚硬的纤锌矿型,因为发现的数量极其少,导致科学家都无法进行实验测试,只能通过模拟结果来进行理论比对,目前得知这种纤锌矿型的硬度是比金刚石硬度高接近百分之二十左右,但是和硫化碳炔的硬度比还逊色很多。


世界上其他的坚硬材料还有哪些呢?


其他坚硬材料


1.石墨烯


人们对于石墨烯的第一印象还是超导体原材料,石墨烯还是由我国著名的少年科学家曹原所发现的,但是石墨烯的硬度同时非常大,石墨烯不仅是很完美的超导体材料,而且石墨烯甚至可以用来雕刻金刚石,是一种很神奇的物体。


2.金刚石


金刚石是人们日常生活中非常常见的坚硬物体,金刚石的坚硬程度比普通的钢还要大,金刚石可以制成金刚钻和玻璃到任意的在墙上打洞,甚至可以切割玻璃,除此之外,金刚石还有良好的观赏价值,人们把金刚石制作成戒指,向自己心爱的人求婚,以表示爱情的坚贞。


3.金属玻璃


金属玻璃的硬度同样非常的大,金属玻璃结合了玻璃和金属的双重特点,既能够透明的反光,也能够拥有金属一样非常强大的韧性和坚硬程度,在一些科学实验中,无论人们用锤头砸,还是用脚揣,都无法将金属玻璃击碎,这就是金属玻璃最强大的地方。

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4.金属锇


金属锇的硬度和普通的玻璃差不多,人们凭借金属锇为原材料制作了各种各样硬度非常大的合金,金属锇的用途同样非常的广泛,在人们的日常生活中,金属锇可以用来做电与电之间接触的物质以及钢笔,耐久力特别强。


5.六边形钻石


1967年美国通用电气公司生产出一种具有与钻石相似折射率和相似密度的晶体。但这种由碳原子组成的晶体不是等轴晶系矿物,而是具六边对称型。几乎同时,同样性质的矿物也在美国亚利桑那的陨石中发现。著名结晶学家dame kathleen lonsdale命名为朗斯代尔矿,英文名称lonsdaleite ,中文则译为六方钻石。


硬质材料对于加工能力很有用,钻石长期以来一直用于钻头。六角形金刚石可能比立方形金刚石更硬,因此它可能是加工、钻孔或任何类型的立方形金刚石应用的绝佳替代品。它不但工业优势很明显,有朝一日六边形钻石有可能用于订婚戒指,目前实验室制造的立方钻石与天然钻石相比价值较低,但六边形钻石可能更新颖。


6.纤锌矿型氮化硼


纤锌矿型氮化硼(wBN)和人们熟悉的立方氮化硼(zBN)一样﹐都是自然界没有的人造超硬材料,具有十分优良的性能;密度高、硬度大、对铁族金属及其合金的化学惰性远远好于金刚石,具有良好的电绝缘性,以及具有仅次于金刚石而高于金属铜的导热性。


纤锌矿型氮化硼由氮和硼结合而成,在高压下形成。它这种材料的结构也很像钻石,但它是由其他一些原子而不是碳组成的。这种材料也是自然发现的,所以不能浪费在实验室里。它是在高温高压的火山喷发过程中形成的。它可以承受比金刚石多 18% 的应力,这是由于柔性键的重新定向以及比金刚石更复杂的结构。经过重新定向过程后,它变得比钻石坚硬 80%。


另外,人类打造出坚硬的碳块,主要用途是做什么呢?


硫化碳炔的作用


可以用来建造特殊环境下使用的机械设备,比如需要超级坚固的物体外壳,深海压力巨大,潜水机器人的构造需要极强的抗压能力,如果使用这种新型材料,耐变形的能力会有大幅增加,可以下潜的深度也会更大,推动人类研究深海的进程。


此外对于航天科技领域的应用也有积极的意义,现在的新型材料在质量变轻后,耐磨损的情况会有减弱,如果使用这种硫化碳炔,估计会有更好的表现,重要的是硫化碳炔的重量比纸还要轻1000倍,这个惊人的特质,会让其在高科技领域有着更为广阔的应用空间。


各种高科技设备如果能够使用更轻巧的材质打造,在节能方面也有着重要的意义。比如大家都熟悉的民航客机,在使用了新型的碳纤维材料后,整体的重量都会减轻百分之十以上,要知道这个数据听上去虽然不惊人,但是总重量减轻百分之十,意味着客机的燃油也能够减少消耗百分之十。


这样经年累月节约下来的燃油和对应节约的燃油费,是非常惊人的,所以科学家们致力于研发新型的轻型材料,是非常必要的。


面对这种比石墨烯还要厉害的硫化碳炔材料,很多需要坚固材料的领域也会眼前一亮。



如果应用到军事研发领域,也对国防科技的进展有很大帮助。如果用来建造飞船和航天飞行器,有望让人类的飞行历史加快进程和提升。


只不过现在这种硫化碳炔的加工非常困难,加工的工艺要求非常苛刻,导致加工成本高得离谱,目前因为价格太高,是暂时不能大批量进行生产和应用的。很多科学家都在积极进行研究,寻找能够降低生产成本的方法,以求能最快得到坚固异常的硫化碳炔产品,为自己国家的科技发展发挥效用。


目前我国科学家也高度关注这种新型物质,希望我国的科研团队也能尽早攻克难题,取得相关的科研突破,为我国攻下这个新型材料之王!




来源:科学知识点,百纳方舟健身小陈,蠖虫记

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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网友评论

  • 2022-12-12 00:04:07

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    很好很好的文噢