研究人員合成硬度媲美金剛石的新材料

金剛石是天然礦物中硬度最高的物質(zhì)，可用作研磨劑或鉆頭涂層。英國愛丁堡大學(xué)近日發(fā)布新聞公報說，該校研究人員參與的團隊合成了硬度可以與金剛石相媲美的氮化碳化合物，有潛力成為具有廣泛工業(yè)用途的多功能材料。

20世紀80年代末，科學(xué)界就預(yù)測某種形式的碳氮化合物硬度甚至可能超過金剛石，但實驗室樣品制備效果均不理想。愛丁堡大學(xué)和德國拜羅伊特大學(xué)等機構(gòu)研究人員組成的研究團隊宣布，他們合成了硬度可媲美金剛石的氮化碳材料，并測量了其物理性質(zhì)。相關(guān)論文近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《先進材料》上。

研究人員對不同的碳氮前體施以高達70吉帕斯卡至135吉帕斯卡的壓強（1吉帕斯卡約相當(dāng)于大氣壓力的1萬倍），同時這些前體材料還被加熱到1500攝氏度以上。通過上述合成條件，研究人員發(fā)現(xiàn)了三種具備超高硬度所需必要組分的氮化碳化合物，并且它們回到常溫常壓條件時也能保持類金剛石性質(zhì)。進一步的計算和實驗表明，這類化合物還具有額外的特性，包括光致發(fā)光和能量密度高等。

研究人員表示，這類氮化碳化合物具有巨大的應(yīng)用潛力，有可能成為與金剛石相媲美的工業(yè)材料，未來可望用于汽車和宇宙飛船的保護涂層、高耐久性切割工具、太陽能電池板和光電探測器等。