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科学家发现新碳相,常温下可以造钻石

ufo在线 科学探索 2019-09-18 20:02:57 88 0 标签1标签2
北卡莱罗纳州立大学的研究人员们已经发现了一种名为Q-carbon的新碳相,它与人们已知的碳相石墨和金刚石不同。同时研究人员们还研发出了一种技术,能够在常温常压下利用Q-carbon做出与金刚

   北卡莱罗纳州立大学的研究人员们已经发现了一种名为Q-carbon的新碳相,它与人们已知的碳相石墨和金刚石不同。同时研究人员们还研发出了一种技术,能够在常温常压下利用Q-carbon做出与金刚石相关的结构。

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   相(在物理学上有时也称作物态)是同一材料的不同形式。石墨是碳的固体形态之一,金刚石则是碳的另外一种固体形态。

   北卡莱罗纳州立大学材料科学与工程方面杰出的客座教授JayNarayan表示:“现在我们创造出了第三种固相碳。在自然界中我们唯一可能找到它的地方是某些星球的内核。”

   Q-carbon拥有一些非凡的特性。比如它有磁性,这是其它固体形态的碳不具备的特性。Narayan说:“我们甚至都没想过它还有这个特性。”另外,Q-carbon比金刚石更坚固,当它接触到极低的能量时还会发光。

   Narayan说:“Q-carbon的强度及其低功函数(把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量),使得它在研发新型电子显示技术方面具备极大前景。”

   Q-carbon也能被用来创造一系列单晶金刚石物体。为了更好地理解这一点,让我们来看看Q-carbon的制作过程。

   研究人员们先选择一种基质(比如蓝宝石、玻璃和工程塑料),接着他们给基质涂上一层非晶碳(这种碳元素不同于石墨和金刚石,它没有常规的、固定的晶体结构)。之后他们利用单束激光脉冲轰击非晶碳,持续时间约200纳秒。在此期间,非晶碳的温度会上升至4000开氏度(约3727摄氏度),之后它会快速冷却。该操作在常压条件下进行。

   结果就是基质被涂上了一层Q-carbon,研究人员们利用这一过程制作出来的涂层厚度在20纳米至500纳米之间。

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