已知最強的物質是什么(Strongest Known Material)？

這個問題的答案取決于你如何定義"強"，但在本文撰寫之際（2007年12月），已知的最硬或最不可壓縮的材料是聚合金剛石納米棒（ADNRs），一種由高度壓縮和相互連接的納米管組成的碳同素異形體（各種）。聚合金剛石納米棒具有體積模量或硬...

這個問題的答案取決于你如何定義"強"，但在本文撰寫之際（2007年12月），已知的最硬或最不可壓縮的材料是聚合金剛石納米棒（ADNRs），一種由高度壓縮和相互連接的納米管組成的碳同素異形體（各種）。聚合金剛石納米棒具有體積模量或硬度測量值為491千兆帕（GPa），而傳統鉆石的模量只有442 GPa。聚合體金剛石納米棒可以刮傷金剛石和超硬富勒石，這是另一種碳的同素異形體，也是硬度的前一個記錄保持者。第一次合成了聚合體金剛石納米棒由Natalia Dubrovinskia領導的研究小組在2005年由德國Bayreuth大學的物理學家們完成，他們使用了一臺定制設計的5000公噸（500萬公斤）的鐵砧壓力機，在一個由傳統富勒烯（也被稱為巴基球，C60元素）組成的樣品上。通過壓縮這些巴基球并加熱到2500開爾文，制造這種新的碳同素異形體是可能的。這種材料由直徑在5到20納米之間的碳納米管組成，每個碳納米管的長度約為1微米。聚合體金剛石納米棒的物理外觀類似于金屬，它能散射不同顏色的光，給它一個稍微像彩虹一樣的表面。它看起來像一個金屬是不尋常的，因為碳的其他同素異形體（煙灰、石墨、金剛石等）很少，除了石墨。聚合體金剛石納米棒的密度也比金剛石高0.2-0.4%，這使它們成為已知的最致密的碳形式。這一點材料硬度的因素被認為是組成它的納米棒的隨機取向。由于納米棒的物理結構是像Kevlar?一樣的細網，所以這種材料也不像鉆石那樣具有防碎性測試表明，使用聚晶金剛石納米棒尖端的工具來加工鋼，其磨損速度比金剛石慢，且精度更高。當大量生產聚合金剛石納米棒在經濟上可行時，它們確實可能取代鉆石作為工業磨料和工具提示材料。

發表于 2020-09-18 08:01
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分類：科學教育

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