一直以來,人們都認為鑽石是世界上最堅硬的物質,但最新發表在著名《自然》雜誌上的一篇論文給出了新的答案。來自芝加哥大學、新墨西哥大學、燕山大學、吉林大學以及河北工業大學的科學家共同合作,他們在實驗室獲得了一種比鑽石更堅硬的物質——「立方體氮化硼」。這種透明晶體的維氏硬度可達108G帕,相比之下,鑽石的維氏硬度為100G帕。
這種物質的奧秘來自於它的納米結構,就像洋蔥一樣一層層摺疊而成,又像俄羅斯套娃層層嵌套在一起。當在1800攝氏度和150億帕(68000個大氣壓)的條件下,氮化硼就會以這種結構存在。
通常,為了使物質更加堅硬,科學家設法減小晶體中顆粒的大小,顆粒越小其它的物質越難刺穿它(越小的顆粒意味著顆粒之間的空間越小)。但是這種方法有一個限制:當顆粒物的尺度縮小到10納米以下的時候,其內在的結構缺陷幾乎和顆粒本身一樣大,反而減弱了結構的強度。
科學家新發明的這種「立方體氮化硼」有著優良的熱穩定性和化學惰性,其硬度比鑽石還要大。這種超硬的物質在機械、研磨、鑽探以及切削等領域有著廣泛的應用。隨著技術的進步,一旦進入批量生產後,其價格還會進一步下降。