晶品知識：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(tuán)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)研究人員組成的研究團(tuán)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(jìn)材料》上。
研究人員對不同的碳氮前體施以高達(dá)70吉帕斯卡至135吉帕斯卡的壓強(qiáng)（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3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(jìn)一步的計算和實(shí)驗(yàn)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(hù)涂層、高耐久性切割工具、太陽能電池板和光電探測器等。
