比钻石还硬的物质是什么

钻石通常被视为自然界中最硬的物质,但严格来说,它有宝石学和矿物学两个不同的称呼。在宝石界它叫钻石,而在矿物学中则被称为金刚石,两者其实是指同一种由碳元素组成的物质。

这种巨大差异源于它们的微观结构。金刚石中,每个碳原子都与周围4个碳原子以共价键紧密结合,形成四面体结构并连成牢固的空间网络。而石墨则是层状结构,层内结合强,但层间结合弱,容易剥离。

模拟数据令人震惊:纤锌矿氮化硼能承受的压力比钻石高18%,而蓝丝黛尔石的硬度更是比钻石高出58%,创下新纪录。不过这两种物质在自然界中非常稀少,目前科学家正努力在实验室获取足量样本进行实测验证。

据《物理评论快报》报道,中国上海交通大学孙弘教授团队通过模拟发现,有两种物质比钻石更硬。第一种是纤锌矿氮化硼,它由氮和硼构成,结构与钻石相似;第二种是蓝丝黛尔石,由碳原子组成但排列不同。

虽然金刚石极硬,但它和石墨其实是碳的同素异形体,也就是地球上游离状态存在的碳的不同形态。这就好比同一个元素因为排列方式不同,展现出了截然不同的特性,一个坚不可摧,一个柔软易碎。