硬度媲美钻石的碳氮化物面世,有望应用于太阳能电池板和宇宙飞船
碳氮化物超硬性的硬度用于实验证据。图片来源:《先进材料》杂志 科技日报记者 刘霞 在一项最新研究中,媲美英国、钻石宙飞德国和瑞典科学家组成的碳氮化国际科研团队成功创造出3种硬度可与地球上最坚硬材料钻石媲美的碳氮化物。最新突破有望催生新型多功能材料,物面望用作汽车和宇宙飞船的太阳保护涂层、高耐久性切割工具、池板船太阳能电池板和光电探测器等。和宇相关论文发表于最新一期《先进材料》杂志。硬度用于 碳和氮的媲美前体在极端高温和极端高压下产生的碳氮化物,比立方氮化硼更硬。钻石宙飞立方氮化硼是碳氮化仅次于钻石(金刚石)的第二硬材料。自20世纪80年代以来,物面望材料科学家一直试图释放碳氮化物的太阳潜力,但历经30多年研究和实践,池板船结果都不尽如人意。 研究团队将3种形式的碳氮前体置于70至135吉帕(约为大气压的100万倍)的压力下,同时将其加热至1500℃以上。为确定此类条件下这些化合物原子的排列情况,研究团队利用法国的欧洲同步加速器、德国的电子同步加速器和美国的先进光子源,发射强X射线束照射样品。结果发现,3种碳氮化物都具有超硬度所必需的组成部分。而且,当实验条件回到常温常压下时,这3种化合物的类金刚石特质得以保留。 进一步的计算和实验表明,这3种超硬的碳氮化物新材料具有额外的特性,包括光致发光以及高能量密度,应用潜力巨大,有可能将其定位为与钻石竞争的终极工程材料。
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