用鉆石來切割玻璃并不是什么新聞，但是來自燕山大學(xué)的田永君院士團(tuán)隊(duì)最近通過在高壓高溫下壓縮富勒烯C60獲得了具有高sp3鍵比例的無定形碳材料（AM-III）可以輕松地在鉆石的表面留下一道深深的劃痕。

       AM-III（暫定名）是一種完全由碳構(gòu)成的透明的、有點(diǎn)發(fā)黃的材料，在維氏硬度測(cè)試中達(dá)到113千兆帕（GPa）。

       相比之下，天然鉆石通常為50至70 GPa，一些人造的鉆石最高可達(dá)100GPa。

       盡管大規(guī)模生產(chǎn)可能還需要幾年時(shí)間，而且價(jià)格不太可能便宜，但用AM-III制造的防彈窗可能比目前使用的一些主流產(chǎn)品要堅(jiān)硬20至100倍。

       研究人員說，這種透明的材料看起來不像珠寶那樣有吸引力，但它在高科技行業(yè)有一些廣泛的應(yīng)用。

       例如，AM-III是一種幾乎與硅一樣高效的半導(dǎo)體。

       這種隨意傳輸電流的能力使它成為需要在高壓和光電設(shè)備（包括武器）的有力候選人。

       田永君院士團(tuán)隊(duì)近日發(fā)表在《國家科學(xué)評(píng)論》雜志上的一篇論文中說：“這種超硬、超強(qiáng)、半導(dǎo)電的非晶碳材料的出現(xiàn)，為最苛刻的實(shí)際應(yīng)用提供了優(yōu)秀的候選材料?！?/p>

       鉆石是一種晶體。在晶體中，原子和分子以完美的順序和方向排列。但如果順序和方向有多個(gè)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的排列就不那么完美，材料就會(huì)變成玻璃。

       一般來說，玻璃是很脆弱的。但據(jù)田永君院士團(tuán)隊(duì)說，AM-III不是嚴(yán)格意義上的一塊玻璃，而是內(nèi)部有晶體的玻璃。

       在顯微鏡下，該材料結(jié)構(gòu)就像晶體一樣。但是放大一點(diǎn)，畫面就變得混亂，看起來像無數(shù)的蟲子被凍在盤子里。

       研究人員發(fā)現(xiàn)，這種有序和無序的結(jié)合可以賦予材料一些不尋常的特性。

       2013年，田永君的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了世界上肉眼可見的最硬材料，一種硬度為鉆石兩倍（200GPa）的氮化硼晶體，而且這一記錄至今仍在保持。

       但在某些方面，制造超強(qiáng)玻璃比水晶更復(fù)雜。

       人造鉆石是由石墨在加熱和壓力下生產(chǎn)的。制造AM-III需要富勒烯，這是一種更復(fù)雜的材料，由類似于足球的分子組成，具有由碳原子組成的空心結(jié)構(gòu)。

       根據(jù)這一團(tuán)隊(duì)的說法，他們花了12個(gè)多小時(shí)將熱量和壓力逐漸增加到最大值，并花了同樣多的時(shí)間讓材料慢慢冷卻。

       來自瑞典、美國、德國和俄羅斯的科學(xué)家參加了在中國進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)他們的論文，這些海外合作者曾通過提出新的想法和分析數(shù)據(jù)來幫助中國團(tuán)隊(duì)。

       科學(xué)家們已經(jīng)創(chuàng)造了許多強(qiáng)大的材料。例如，石墨烯在理論上可以抵御超400GPa的壓力。但這種強(qiáng)度只存在于材料只有一個(gè)原子厚的時(shí)候。將許多層石墨烯堆在一起會(huì)使它變成柔軟的普通石墨。

       因此，許多超硬材料的應(yīng)用被限制在另一種材料表面的薄涂層上。

       不過，AM-III可以被生產(chǎn)成各種形狀和尺寸。而且，與鉆石不同的是，由于其原子的單一排列，鉆石有一些薄弱的表面，而AM-III是全方位的堅(jiān)硬。

       研究人員表示，這些特性將進(jìn)一步增加其應(yīng)用的潛力。