德媒：新材料硬度可与金刚石媲美

参考消息网12月31日报道据德国《世界报》网站12月19日报道，金刚石由于具有特殊的力学、热学和光学性能，是一种抢手的材料。例如，由于硬度极高，金刚石被用作研磨剂或钻头涂层。不过作为此类用途使用的是人造金刚石，它们虽然不适合被当做珠宝，但明显比天然钻石更具性价比。

1989年，一些科学家在美国《科学》周刊预言，一种化学式为C3N4的碳氮化合物的硬度甚至可能超过金刚石。现在，德国拜罗伊特大学和英国爱丁堡大学的研究人员成功制造出这种氮化碳材料并测量了其物理性质。他们在《先进材料》杂志报告称，这种材料的硬度确实可以和金刚石相媲美。

研究人员通过钻石砧对不同的碳氮前体施以70至135千兆帕的高压。作为对比：100千兆帕相当于大气压力的100万倍。此外，材料还被加热到1700摄氏度以上。

据称，这项突破有望推动电子学和光学等领域的技术进步。因为这种氮化碳材料不仅像金刚石一样透明和坚硬，还是半导体，因此适合制造微芯片和传感器。它们还具有发光和压电特性，这意味着它们在压力作用下会产生电压。

此外，它们还具有所谓的非线性光学特性，这使其在激光和量子技术的各种应用中颇具吸引力。

论文主要作者、拜罗伊特大学结晶学实验室的纳塔利娅·杜布罗温斯卡娅教授评价说：“除了力学特性外，这种氮化碳材料还有望表现出多种特殊性能，并有成为与金刚石同类型技术材料的潜力。然而，与金刚石不同，人们更容易向它们添加其他原子，而这对金刚石电子部件一直是难题。”

通过添加(掺入)其他物质，人们可以有针对性地改变氮化碳半导体材料的物理特性并针对不同技术用途优化。因此可以说，这种新材料能做到金刚石所能做到的一切——且不止于此。拜罗伊特大学的研究人员预言，氮化碳材料在能源、环境、航空航天技术等领域有广泛的应用潜力。（编译/梅鹏鹏）