如果問起世界上硬度最大的物質是什么,那么很多人肯定回答是“金剛石”了,金剛石是鉆石的前身,它是自然狀態下未經過精細打磨的物質。
金剛石為何被稱為“硬度之王”,這是由于金剛石的硬度極高,在金剛石面前,所有金屬包括人造的合金材料的硬度都不值一提。
而金剛石的硬度原理是有據可依的,人們發現,金剛石就是一種原子晶體,每個碳原子以sp3雜化與其余四個形成四個共價鍵,從而形成了一個正四面體結構,并且會向四周延伸開,這樣的結構非常穩定且不會變形。
金剛石的用途有很多,除了作為人們最為喜愛的首飾品以外,金剛石還可以應用在各類工業當中,但是,由于金剛石的產量和價格都受到限制,因此,金剛石目前最主要的用途還是應用在首飾行業中。
而最近,科學家通過苦苦研究,終于發現了一種比金剛石還要堅硬的材料,它的硬度是金剛石的40倍以上,而金剛石在它面前,就如同玻璃一般脆弱。
這種物質就是碳塊,碳塊是一種人工合成的產物,它的硬度是石墨烯的兩倍以上,并且還是金剛石的40倍以上。而關于碳塊的用途,人們能想到的莫過于是利用它來制作新型武器的裝甲、深海潛水艇的外甲,亦或是外星飛船的材料了。
尤其是外星飛船,人類一直為無法在地球上找到合適的飛船材料而發愁,而據計算,在太空環境下,一顆直徑在1厘米左右的碎片就能輕易將人類制造的衛星和探測器砸出一個洞來。
因此,尋找到堅硬的物質作為飛船的外甲是非常重要的。但是,碳塊卻有一個致命的缺點,無論是制作工序還是成本,碳塊都比金剛石要復雜以及昂貴得多。
而據了解,碳塊由超過6000個碳原子組成,能夠生產出碳塊的國家更是寥寥無幾,而且,一克碳塊的價格就高達600萬美元以上,這不是隨便一個國家能承受得起的。