发现可与钻石媲美的超硬材料

本站发布时间：2023-12-23 15:41:11

科学家们解决了长期以来的难题，并发现了一种不可破坏的物质，可以与钻石相媲美，因为钻石是地球上最坚硬的材料

研究人员发现，当碳和氮递归器受到极端高温压力时，已知的碳氮化物比立方氮化硼更硬，立方氮化硼是仅次于金刚石的第二硬材料

这些突破性的开口形成了可用于工业目的的多功能材料，包括用于船舶和太空船的保护涂层、高耐久性的安全工具、太阳能电池板和光电探测器以及专家

20世纪80年代，当科学家首次注意到碳氮化物的特殊特性，包括耐热性时，材料研究人员试图消除碳氮化物的潜力

在超过三十年的时间里，我们多次尝试合成它们，但没有报告可预测的结果

现在，一位国际科学家——由爱丁堡大学极端条件科学中心的研究人员和德国拜罗伊大学和林克大学的专家领导；平，瑞典--终于突破了

研究小组对各种形式的碳氮递归压力进行了测试，压力在70至135千兆帕斯卡之间，约为我们大气压的数百万倍，同时温度达到数百万至数千华氏度

为了在这些条件下识别复合物的原子变化，在三个不同的加速器上——欧洲同步加速器研究中心（European Synchrotron Research Facilities in France）、德国勒克特伦同步加速器和基于美国的先进光子源——对样品进行了荧光X射线束照射

研究人员发现，发现三种碳氮化物混合物具有超硬度所需的构建块

值得注意的是，当它们恢复到环境压力和温度条件下时，所有三种成分都保持了类似钻石的品质

进一步的计算和实验表明，这种新材料具有额外的特性，包括光致发光和高能密度，其中大量的能量可以储存在少量的物质中

研究人员表示，超不可压缩碳氮化物的潜在应用是快速的，潜在的位置是最终工程材料储存的钻石

这项研究发表在《先进材料》杂志上，由英国RIFLF计划和欧洲研究基金资助

爱丁堡大学物理与天文学院凝聚物质物理与复杂系统研究所未来领导者DominiqueLaniel博士说：“在第一批新的碳氮化物材料问世之际，我们对过去三十年来研究人员一直梦想的材料的生产能力表示怀疑。这些材料提供了高压材料合成和工业应用之间的桥梁。”

FlorianTrybel博士，伦敦大学物理、化学和生物学系助理教授；平说：“这些材料并没有突出其多功能性，但表明在相当于地球内部数千平方米的条件下，可以从合成材料中回收与之相关的技术。西方坚信，他们的合作将为这个领域开辟新的可能性。”

来源:

Materials provided by
University of Edinburgh.
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参考:

Dominique Laniel, Florian Trybel, Andrey Aslandukov, Saiana Khandarkhaeva, Timofey Fedotenko, Yuqing Yin, Nobuyoshi Miyajima, Ferenc Tasnádi, Alena V. Ponomareva, Nityasagar Jena, Fariia Iasmin Akbar, Bjoern Winkler, Adrien Néri, Stella Chariton, Vitali Prakapenka, Victor Milman, Wolfgang Schnick, Alexander N. Rudenko, Mikhail I. Katsnelson, Igor A. Abrikosov, Leonid Dubrovinsky, Natalia Dubrovinskaia.
Synthesis of Ultra‐Incompressible and Recoverable Carbon Nitrides Featuring CN4 Tetrahedra. Advanced Materials, 2023; DOI: 10.1002/adma.202308030

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