| 长久以来，人们都认为钻石是世界上最硬的材料，女孩子们都希望钻石如影随形，但很快，它就会在工业钻孔机面前失宠。早在几年前，随着人造纳米材料的出现，号称“世界最硬材料”的钻石就果断给跪了。现在，一种稀有的的天然物质硬度足足比钻石高出58%，貌似可以甩开它们好几条街。
中国上海交通大学的潘梓诚及其同事模拟两种据信为高硬度物质的原子对尖头探测器施加的压力的反应
首先，纤锌矿结构的氮化硼与钻石结构相似，但组成原子不同。
其次，朗斯代尔石(也被称之为“六方钻石”)，虽然与钻石一样，都由碳原子构成，但它们的碳原子的排列方式却不同。
天然存在或实验室中制备出的纤锌矿结构的氮化硼和朗斯代尔石非常少，所以直到现在也没人意识到它们的超高强度。这次模拟表明纤锌矿型氮化硼能比钻石多承受18%的应力，而朗斯代尔石能多承受58%。如果这个结论可以被物理实验所验证，这两种材料将会比现已测得的任何物质都要硬。
然而实验困难重重，由于二者在自然界都很稀有，这就需要想办法制备出足够多的样品来进行测试。
罕见的朗斯代尔石有时会在含石墨的陨石撞击地球的瞬间形成，然而纤锌矿型氮化硼则需要火山喷发产生的高温和高压才能形成。
然而如果模拟结论得到证实，由于其在高温中对氧气的稳定性比钻石要高，纤锌矿型氮化硼用途可能会最广。这会使其成为在高温下作业时钻具和切割器械的理想刀头，或者可以作为航天器的耐腐蚀涂层。
德国海德堡大学的纳塔莉亚•杜布罗维斯卡亚也进行了类似研究。
她在接受《新科学家》采访时表示：“这种研究非常重要，因为不管是怎样尝试和努力，只要能够了解可提高材料特性——尤其是硬度的机制，在技术上都具有相当重大的意义。”
杜布罗维斯卡亚解释说，对于何种因素影响材料硬度，我们了解得越多就越有可能按要求设计出高硬度材料。为了验证这一理论，研究人员需要获得每种材料的单晶。但到目前为止，还没有哪种技术能生长此类单晶。
由于没有足够的材料提供测试，上述令人振奋的结论仍然未能被实验所证实。陈昌锋表示：“自我们2009年的工作以来，还没有大量人工合成的纤锌矿结构氮化硼或朗斯代尔石。”
但是超硬晶体的研究中再次杀出了黑马。去年，燕山大学的田永君与其同事进行了氮化硼的立方结构转变——与陈的六方转变不同——并表示其硬度同样比钻石高。
这次研究的实验细节受到了很多质疑，但是陈相信田所研究的材料仍然经的住考验。陈表示：“主要的挑战还是在于理解这个特殊现象下的原子间作用机制。”
|
