钻石到底有多硬? 它可以承受超越地核压力的五倍之多

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钻石是世上已知最坚硬的天然物质

钻石是由数十亿个碳原子所组成的,是大自然的奇妙杰作,且它具有独特的立方晶体结构。 钻石中的每个碳原子均与其他四个碳原子紧密结合,是目前世上已知最坚硬的天然物质。 钻石还具有高导热性,对化学品的抗拒性强,且透明度极高。 相信有不少人看过液压机压钻石的影片,而液压机最后的结果果真惨不忍睹,不过钻石硬度真的没有限度吗? 它到底经的起多大程度的挤压力道?

科学家今年在1月27日的《自然》杂志上报导说:「即使压缩到2万亿帕斯卡(帕斯卡是国际单位制SI的压力单位,在不致混淆的情况下也可简称为「帕」,它等于每平方米一牛顿。 ),钻石的结构依然能保存完好,而2万亿帕斯卡也早已超越了地球核心压力的五倍之多。

钻石在高压下仍然可以保持其结构

研究内容表示,钻石若在高压下是处于亚稳状态,也就是介于不稳定和稳定之间,如果是稳定的离子,在离子源生成之后可一直稳定的存在,直到被检测。 如果是不稳定的离子,它在离子源内即以破裂成了别的离子,而亚稳离子介于上述两种离子之间,是从离子源出口到检测器之间产生的离子。

科学家认为当其他物质在这种高压的条件下,还会有其他更稳定的结构来占据主导地位,但钻石仍然可以保持其结构,且在极端压力下的钻石可能有助于揭露富含碳的系外行星内部运作方式。

钻石内的碳原子强大化学键

钻石里头的每种碳是由不同的原子排列所组成的,在地表的压力下,碳最稳定的状态是石墨。 但是,在强烈挤压下,钻石却可以主导地位,这就是为什么在碳进入地球内部后会形成钻石的原因,且科学家已经预测,在比地球更高的压力之下,新的晶体结构将会更加稳定。

因此物理学家艾米·拉齐基(Amy Lazicki)及其同事在美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的国家设施中用高强度的激光对钻石进行了粉碎,而这测量结果表示,钻石的组成仍然持续存在,结论出钻石在极端压力下是处于亚稳状态, 无论如何这都要归功于钻石当中把碳原子结合在一起的强大化学键,劳伦斯利弗莫尔的拉齐基表示:「当你承受更大的压力时,情况看起来也会是如此。 」

图片来源:MACIEJ TOPOROWICZ, NYC/GETTY IMAGES

资料来源:Emily Conover(2021,JANUARY 27). Diamond holds up at pressures more than five times those in Earth’s core. Sciencenews

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奇思妙想

为什麽噬菌体长得那麽科幻?难道它们不是地球生物?

2021-7-7 23:27:50

奇思妙想

人类探索地外生命的方向或许是错误的,我们可能错过了大发现

2021-7-8 22:14:43

0 条回复 A文章作者 M管理员
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