可以切钻石！中国科学家造出世界上最硬的物质，却是一种玻璃 / 四六文摘

作者：天涯爱科学

长期以来，人们一直认为金刚石（钻石）是地球上最硬的物质，没有之一。

切玻璃用金刚石，那金刚石又用什么来切呢？以前都是利用金刚石的硬度差异，用金刚石切金刚石，但现在，中国科学家新制造出来一种玻璃材料，以后可能要一劳永逸担此重任了；而金刚石在“最硬物质”排行榜上坐了那么久的头号位置，恐怕也要让贤了。

昨天，燕山大学田永君教授团队发表论文称，该团队研发出了一种新型玻璃材料——AM-III，其硬度比钻石还要高，到目前为止，可以说是地球上最坚硬的物质。这份论文发表在8月11日的《国家科研评论》杂志上。

研究人员说，AM-III 的维氏硬度有 113 GPa，而金刚石的维氏硬度约为 70 至 100 GPa，整整多了几十个GPa，这使得AM-III成为了地球上最坚硬的物质，实验中可以看到，AM-III可以轻松地在钻石的表面留下一道深深的划痕。据测算它比钢硬十倍，比大多数防弹玻璃还要坚固 20 到 100 倍。

据报道称，在1300摄氏度的高温下，将富勒烯C60（Fullerene）（一种完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型、柱型或管状）用高压压缩，就可以获得了一种呈淡黄色透明的材料——AM-III。

一块 1 毫米宽的 AM-III在天然钻石表面留下划痕

从物理结构来看，AM-III和钻石一样，都是由碳原子构成，不同的是，钻石的原子和分子排列是完美的晶格结构，属于晶体物质。而 AM-III 的原子和分子排列不整齐，结构更加混乱，是非晶体。晶体具有一定的熔点，非晶体没有固定的熔点，随着温度升高，非晶体会先变软，然后逐渐由稠变稀，最后成为流体。因此AM-III被称为新型的玻璃材料，而不能被称为新型的钻石材料。

从制造方法来看，AM-III和人工钻石一样，都是用高温高压的方法制造出来。但物理性质又有所不同，钻石不能导电，但AM-III却是一种高效的半导体材料，具有导电、耐高温的特性，如果想制造在极端环境中使用高强度、耐磨运作的光电设备，毫无疑问，AM-III是非常理想的材料。

这种材料未来到底有什么使用价值呢？我们可以从金刚石的用途来看，可以发现一些方向。

1、精密切削加工。由于硬度极高，理论上加工出来的刀刃可以达到原子尺寸级别的平直度和锋利度，这在超精密加工上大有用途。比如原子核反应堆及精密光学仪器的反射镜、计算机硬盘、导弹或太空飞行器的导航陀螺和加速器电子枪等超精密镜面零件。

加工光学元件、医用刀片以及微型机床零件上的三维曲线槽,还可以用于微距镜组的精加工等。

用这种物质制作的切刀，能制作厚度只有几十纳米的生物组织超薄切片,以便使用透射电子显微镜进行观察;

医学上，这种物质制作的高端手术刀可以进行眼睛和大脑等精密手术。

2、光学材料。目前这种材料的光学性质还不够清楚，如果跟金刚石差不多甚至更优越的话，那将来必然是制作光学设备不可缺少的高端材料。目前，除部分近红外,金刚石具有从 X 射线到微波整个波段的高透过率,兼备高硬度、高热导率、高化学稳定性和低膨系数,是一种优异的光学材料。比如说，如果用来制作激光器窗口，那么，它的光高透过率,耐高温和耐热震，这将使得激光器的输出功率得到大幅度的提高。