探索地球上最坚硬物质的秘密，比钻石还硬

俄罗斯科学家刚刚设计出一种基于富勒烯晶体的新材料模型，其机械硬度极高，甚至高于钻石。

这一发现有可能加深我们对富勒烯材料的理解，推动该领域的研究，并可能有助于为加工工业合成超硬材料。

俄罗斯国立科技大学（MISiS）、莫斯科国立新型碳材料与超硬材料技术研究所以及其他几所俄罗斯大学和研究机构的研究人员团队发现了富勒体晶体如何转化为比钻石硬度高数倍的超硬材料。该团队还建立了这种特殊材料的结构模型。

有关该问题的研究发表在《Carbon》杂志上。

富勒烯是一种分子晶体结构，具有富勒烯分子的“晶格”。

富勒烯是一种新型分子，其原子构成一个空心球体。富勒烯中的碳球可以排列成各种形状，但材料的硬度很大程度上取决于富勒烯之间的连接方式。

钻石中的富勒体模型。（图片来源：Sputnik）

世界各地的研究人员已经创建了聚合模型（在聚合物的生成过程中，将低分子量物质连接到聚合物分子的活性中心），以将富勒烯转化为富勒体。此前，人们尚不清楚为何生成的材料具有超硬特性，正如一些测试所发现的那样。俄罗斯科学家成功解释了这一过程。

俄罗斯研究人员用单晶金刚石包围富勒体晶体结构，然后研究由此产生的化合物。

俄罗斯研究人员提出的假设是，富勒烯在高温下压缩会使一部分富勒烯转化为多晶金刚石，而另一部分则保持压缩形式（SH相）。

根据俄罗斯科学家的计算，钻石内部的富勒体必须受到压缩，因为压缩会增强其弹性和机械性能，而钻石壳则会将富勒体固定在适当位置并保留其性能。

“与金刚石不同，富勒体并非单晶材料。在正常条件下，这种材料完全柔软。然而，在高压下的三维聚合过程中，其抗压强度和硬度显著提升，材料变为超硬材料。富勒体可以将金刚石表面的抗压强度提升至310 GPa。我们认为，这些特性源于富勒体的压缩状态。”物理学家兼数学家帕维尔·索罗金博士说道。

索罗金博士是莫斯科国立钢铁合金学院无机纳米材料实验室纳米结构基础设施理论材料科学项目的负责人。他还负责莫斯科新型超硬碳材料技术研究所的实验室。

研究人员相信，他们或许很快就能解开超硬材料的奥秘。计算机建模的结果或许有助于创造出更耐用的富勒体变体，并实现足够数量的生产以满足需求，最终取代钻石成为当今加工工业的主要碳材料。

据VOV报道