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世界上最堅固的物質是什麼?

什麼東西最堅固?許多人會回答“鑽石”。但實際上,有好幾種材料的堅固程度超過鑽石,一起來看看世界上最堅固的物質都有哪些吧。

  最硬的天然物質:鑽石

  鑽石即金剛石,是地球上最硬的天然物質,但如果用鐵錘猛砸鑽石,鐵錘上會出現一個坑,而鑽石也會被砸碎;用鐵錘砸輪胎,輪胎會變形然後複原,而不會碎裂。

  鑽石很硬,也很難變形,也就是韌性較差,在遭受強力沖擊時,較硬的物質将“甯折不彎”,被徹底破壞,較軟的物質卻能通過變形來分散沖擊。從這一層面來說,鑽石算不上最堅固。

  隕石造出的升級版鑽石: 朗斯黛爾石

  1967年,科學家在美國亞利桑那州的隕石坑附近發現了一些特殊的隕石,它們含有的一種礦物極為堅硬,被命名為“朗斯黛爾石”。

  當一顆含有石墨的流星穿過大氣層,與地球相撞,撞擊産生的巨大熱量和壓力就有可能将石墨壓縮成朗斯黛爾石。普通鑽石具有立方體的晶體結構,而朗斯黛爾石具有六方晶格,因此也被稱作六方金剛石。理論上,純淨的朗斯黛爾石硬度比鑽石高58%。

  比鋼鐵硬的玻璃:钯微合金玻璃

  大多數玻璃很硬,也很脆,但在 2011 年,研究人員創造了一種新的微合金玻璃,其中含有銀、矽、钯、鍺和磷五種元素。钯給玻璃帶來了韌性,使玻璃在受到沖擊時能夠變形而不是破裂。這種玻璃比所有種類的鋼都堅固,也是目前最堅硬的不含碳的材料。

  钯微合金玻璃現在還很難制造,成本也很高,但随着工藝改進,未來我們或許能看到由它打造的玻璃飛機和橋梁。

  最硬的“紙”:巴基紙

  20世紀後期,科學家研發出了碳納米管,它們比鑽石更硬,但非常微小,直徑隻有一根頭發的1/50000。

到了21世紀,人們将碳納米管聚合起來制成薄片,也就是巴基紙,它隻有鋼重量的 10%,強度卻比鋼高出100多倍。巴基紙還能防火、導熱,并為電子設備抵擋外界的電磁幹擾,可用于制造防彈衣和車輛裝甲。

  最強單層原子材料 : 石墨烯

  石墨烯由排列成蜂窩狀的單層碳原子組成,它是目前最堅固且最薄的人造材料,強度是鋼的200倍。

如果将一層石墨烯做成吊床,吊床将支撐一隻4千克重的貓,但吊床隻有貓的一根胡須那麼重;一塊像保鮮膜那麼厚的石墨烯則能承受大象的重量。石墨烯的導熱、導電能力也非常優秀,從電子元件、網球拍到汽車與航天器,石墨烯的應用範圍越來越廣泛,我們或許很快就會用上含有石墨烯的産品。

  怎樣才算堅固?

  一種物質是否堅固,與它的硬度、強度等屬性都有關系。簡單來說,讓不同物質互相摩擦,誰能把對方刮花更嚴重,誰的硬度就更高;拉伸物體,在它被拉斷之前能承受的力越大,強度就越高。最堅固的物質,應該同時具有很高的硬度和強度。

  同素異形體

  堅固的鑽石、朗斯黛爾石、石墨烯和柔軟的石墨(鉛筆芯的原料)都是由碳元素組成的,這些物質被稱為碳的同素異形體。就像同樣是紙,你無法讓一張平整的紙立在桌上,但要是把紙對折出數道折痕,它就能立起來,卷成圓筒,它還能托住一本書,碳原子排列的結構不同,使同素異形體擁有了不同的硬度和強度。

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