堅硬的鑽石也可以具有彈性？這是真的

06-01

堅硬的鑽石也可以具有彈性？這是真的

鑽石超細針狀體的可逆彈性形變。

鑽石是地球上最堅硬的天然物質。它還具有導熱性好、化學耐受性高以及光學透明性佳等優點。然而鑽石的脆性制約了其應用。目前，這一問題或許將有所改觀。據《科學》報道，蔚山科學技術大學（UNIST）等機構的研究人員將鑽石製成超細針狀體，可使其實現彎曲和拉伸。這項研究由多維碳材料中心（CMCM）特聘教授Feng Ding團隊、蔚山科大基礎科學研究所（IBS）以及來自麻省理工學院（MIT）、香港城市大學和南洋理工大學的國際科研團隊等共同參與。

研究人員證實，納米級鑽石針狀體可以彎曲和拉伸9%而不發生斷裂，甚至還能恢復原狀。他們的發現徹底推翻了之前「鑽石脆性很大」的結論。據研究人員介紹，普通鑽石只能有約1%的拉伸性。Ding教授團隊對鑽石進行了化學計算和晶體結構分析。他們認為，鑽石納米針狀體的超高彈性與其內部缺陷及相對光滑的表面有關。Ding教授解釋說：「無論是天然的，還是人造的，鑽石的晶體結構均存在內部缺陷，當外力作用於缺陷時，鑽石就會開裂和斷裂。」通過詳細模擬，Ding教授對鑽石能承受的最大壓力和張力進行了精密計算——相應最大局部應力與完美鑽石可達到的理論極限接近。他認為，完美鑽石的最大拉伸限度為12%。

通過離子體誘導的鑽石薄膜在硅基質上進行浸蝕，香港城市大學的研究人員採用化學氣相沉積（CVD）方法製備了納米鑽石針狀體。這為研究團隊展示納米級（300納米）單晶和多晶鑽石針狀體的可逆彈性形變奠定了物質基礎。研究人員發現，單晶針同時具有超強硬度和彈性形變性能（最高9%）。

研究人員認為，這一研究將為通過彈性應變工程學提高鑽石的應用性提供無限可能，如納米力學諧振器、藥物輸送、數據存儲、柔性顯示器等。

轉載來源：科技工作者之家-科界App。

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