钻石可能是已知最强的天然材料,但研究人员刚刚进行了激烈的竞争。
通过以15,000 mph(24,100 km / h)的速度在墙壁上烧成一角钱大小的石墨圆盘,科学家瞬间制造出了一种六角形的钻石,它比天然的立方类钻石更硬,更坚固。
六角形钻石(也称为Lonsdaleite钻石)是一种特殊类型的钻石,碳 原子排列成六边形。长期以来,石墨被认为是比普通立方金刚石更坚固的材料,是石墨在极端高温和高应力下(例如在流星撞击部位)形成的。
但是,由于在撞击坑中发现的六角形钻石含有太多杂质,因此科学家从未准确测量其性质。
现在,研究人员不仅锻造了六角形钻石,而且还结合了声波和激光,测量了它们的刚度-压扁或拉伸时抵抗变形的能力。
华盛顿州立大学冲击物理研究所所长Yogendra Gupta在一份声明中说: “金刚石是一种非常独特的材料。” “它不仅最坚固,而且具有美丽的光学性能和很高的导热性。现在,我们制造了在冲击压缩实验下生产的六角形钻石,它比普通的钻石钻石坚硬得多。”
立方钻石通常在地球表面以下90英里(150公里)处形成,承受的压力是深海压碎深度的许多倍,温度超过2,732华氏度(1,500摄氏度)。但是为了形成六角形的钻石,研究人员模拟了流星撞击的高能量冲击,使用火药和压缩空气以令人难以置信的速度发射石墨盘。当圆盘撞击墙壁时,撞击的冲击波将圆盘迅速转变为六角形菱形。
为了在将矿物粉碎到铁匠铺之前,在不到一秒的时间内测量钻石的强度和刚度,研究人员发出了声波,并用激光测量了其穿过六角形钻石的速度。(声波会导致金刚石密度在移动过程中发生波动,从而影响激光束的路径长度。)材料越硬,声音穿过它的速度就越快。
很难判断六角形钻石是否比普通钻石坚硬。硬度是划伤材料表面的难易程度的一种度量,六角形钻石的存在时间不足以使科学家划伤它们。
目前,科学家还没有找到在实验室中制造更多长寿命六角形钻石的方法,但是如果发现了一种方法,研究人员预计它们的用途广泛-从更有效的钻头尖端到更高档的订婚戒指。
古普塔说:“如果有一天我们能够生产和抛光它们,我认为它们将比立方钻石更受欢迎。” “如果有人对你说,’看,我要给你选择两种钻石:一种比另一种稀有得多。’ 你会选哪一个?”