@ 2017.06.17 , 19:00

新形式的碳又硬又弹

一个包括燕山大学和华盛顿卡内基研究所的研究团队研发了一种超强度、轻质碳,具有弹性和导电性。这种具有独特性质的材料可应用于各种应用中,从航天工程到军事装甲。

碳是一种似乎具有无限可能的元素。这是因为碳的电子配置允许大量自结合组合,产生大量性质各异的材料。例如,透明超硬的钻石,用于铅笔盒工业润滑的不透明石墨等都是只由碳元素组成的。

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在这个国际合作团队中,科学家密封加压并加热无序结构形式的玻璃碳。玻璃碳原材料受到25万倍正常大气压的压力,被加热到约1800华氏度,形成新的结实而有弹性的碳。他们的发现已发表在科学进展上。

科学家先前曾尝试过将玻璃碳置于高压和室温(被称为冷压)或极高温度下。但所谓的冷合成材料在环境压力下无法维持其结构,而极热条件下又会形成纳米金刚石。

这个新生成的碳由类似石墨的和类似钻石的结合基序组成,形成了这种独特的组合性质。在高压合成条件下,玻璃碳中的无序层会扭曲、融合并以各种方式连接。这一过程形成了一种缺乏长程空间秩序但在纳米尺度上具有短程空间结构的整体结构。

燕山大学教授Zhisheng Zhao解释道:“类似这种具有高强度和鲁棒弹性的轻质材料,是那种相比材料成本更看重减轻重量的应用所急需的。此外,我们认为可以在这种合成方法的基础上创造其他特别形式的碳和完全不同类别的材料。”

论文原文:DOI: 10.1126/sciadv.1603213

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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