鉆石,也就是金剛石,是所有天然材料中最堅(jiān)硬的,眾所周知,它還具有另一種緊密聯(lián)系的特性:脆性。
一組澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)金剛石可以在納米級(jí)尺寸彎曲和變形。
該團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自科廷大學(xué)和悉尼大學(xué)的科學(xué)家,他們使用的金剛石納米針的長(zhǎng)度約為20nm,比人類頭發(fā)小10000倍。用掃描電子顯微鏡對(duì)納米粒子施加電場(chǎng)力,通過(guò)使用這種獨(dú)特的、非破壞性的、可逆的技術(shù),研究人員能夠證明納米針(也稱為金剛石納米柱)可以在中間彎曲90度而不會(huì)破裂。
除了這種彈性變形外,研究人員還觀察到,當(dāng)金剛石的納米柱尺寸和晶體學(xué)取向以一種特殊的方式同時(shí)發(fā)生時(shí),會(huì)出現(xiàn)一種新的塑性變形形式。
這種金剛石前所未有的力學(xué)行為,一種新的碳狀態(tài)被科學(xué)家稱為08碳。與許多其他碳的假想相不同,08碳在應(yīng)變下自發(fā)出現(xiàn),類金剛石鍵以拉鏈狀的方式逐漸斷裂,將一個(gè)大區(qū)域從金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)?8碳。
金剛石是納米光子學(xué),微電子機(jī)械系統(tǒng)和輻射屏蔽等新興應(yīng)用的領(lǐng)先者。這意味著在醫(yī)學(xué)成像,溫度感測(cè)以及量子信息處理和通信中的廣泛應(yīng)用。
這一發(fā)現(xiàn)為傳感、防御和儲(chǔ)能領(lǐng)域的新型納米器件的設(shè)計(jì)和工程化開(kāi)辟了一系列可能性,但也顯示了未來(lái)納米技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。