比金剛石硬40倍！這是史上最堅(jiān)硬物質(zhì)

近日，一份來(lái)自維也納大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的成果表明，科學(xué)家首次合成并量產(chǎn)線性卡賓碳，這種卡賓碳的堅(jiān)硬程度堪稱是金剛石的40倍，可用于未來(lái)技術(shù)設(shè)備。由托馬斯•皮克勒爾(Thomas Pichler)帶領(lǐng)的維也納大學(xué)研究隊(duì)伍開(kāi)發(fā)出了量產(chǎn)卡賓碳的技術(shù)。

卡賓碳鏈極其不穩(wěn)定，為了確認(rèn)這種碳鏈的存在，研究人員使用不同類型的光譜和x射線散射進(jìn)行試探。結(jié)果表明，卡賓碳鏈不僅能在上述條件中存在，同時(shí)也能在電特性的條件下保持穩(wěn)定。于是，研究人員采用了由兩層石墨烯組成的雙壁碳納米管技術(shù)，不斷對(duì)其加長(zhǎng)，以前的碳鏈最長(zhǎng)不超過(guò)100個(gè)碳原子，而卡賓碳鏈的延伸已經(jīng)達(dá)到了6400個(gè)。但是，研究所花的時(shí)間卻是以前的50倍。

1885年，阿道夫•馮•拜爾首次提出線狀卡賓碳的概念，那時(shí)他將這種線性乙炔碳描述為可以無(wú)限延伸的碳鏈，也就是我們現(xiàn)在知道的卡賓碳鏈，但并沒(méi)有合適的方法實(shí)現(xiàn)它的無(wú)限延伸。

現(xiàn)在，科學(xué)家不僅研究出了卡賓碳鏈，而且其堅(jiān)硬的性質(zhì)還能用于未來(lái)的納米電子技術(shù)和光纖設(shè)備。這篇研究論文的第一作者雷士(Lei Shi)將卡賓碳鏈的研究認(rèn)定為“前景無(wú)可限量的一步”，是“以揭露線性碳的同素異形體真面紗為最終目標(biāo)的一大跨越”。

這項(xiàng)研究為解決和控制低維碳基材料的機(jī)械性能提供了有力的實(shí)踐和理論。在這之前，關(guān)于電子關(guān)聯(lián)和量子動(dòng)力學(xué)相變的封閉幾何圖形的研究都是不可能完成的，但卡賓碳的研究就為此提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。