金刚石也能发生弹性变形

纳米尺度下的金刚石
纳米尺度下的金刚石

金刚石被认为是自然界中最坚硬的矿物,由碳元素构成,其摩氏硬度10,比同为碳元素构成的石墨硬10倍,多被用于装饰和工业中。一般坚硬的东西都必要脆,即不易发生变形。但世事都不是绝对的。

据香港城市大学研究人员的最新研究成果表明,在纳米尺度下,金刚石也能发生弯曲变形。这一研究对生物成像、生物传感、光机械装置、超强度纳米结构等都具有重要意义。

研究人员将人造金刚石蚀刻成细小的、长度仅为300纳米(约为人类头发丝粗的千分之一)的针形。对这些金刚石针薄施加压力,结果显示它们能承受高达9%的应力,这已经接近金刚石柔韧性的理论上限。此外,研究结果也表明单晶钻石纳米针通常会比多晶钻石纳米针达到更加高得多的局部最大拉伸应力。

研究团队认为对金刚石这一极大弹性应变的探索将会有意向不大的发现。

论文链接:Banerjee et al. 2018. Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond. Science: Vol. 360, Issue 6386, pp. 300-302 DOI: 10.1126/science.aar4165

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