碳元素再次為人們帶來(lái)了驚喜。美國(guó)萊斯大學(xué)的科學(xué)家日前通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，一種新形式的碳具有極高的強(qiáng)度和硬度，甚至超過(guò)了久負(fù)盛名的石墨烯和鉆石。

這種新材料被稱(chēng)為碳炔，也是碳的一種同素異形體。幾年前，有人合成出了44個(gè)原子長(zhǎng)的碳炔鏈，人們猜測(cè)它一定與其碳族兄弟姐妹一樣具有極高的強(qiáng)度和硬度。但到底有多強(qiáng)多硬卻一直沒(méi)有人能給出準(zhǔn)確答案。

美國(guó)萊斯大學(xué)的研究人員劉明杰（音譯）和他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)計(jì)算揭開(kāi)了這一謎題。研究發(fā)現(xiàn)碳炔的硬度比目前已知最硬的材料還要大。碳納米管和石墨烯的硬度為4.5×108牛頓米/千克，而碳炔則能達(dá)到109牛頓米/千克。而且該材料具有無(wú)與倫比的強(qiáng)度，需要施加10納米牛的外力才能破壞其單鏈結(jié)構(gòu)。如果轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度，可達(dá)6.0至7.5×107牛頓米/千克，超過(guò)了石墨烯的4.7至5.5×107牛頓米/千克、碳納米管的4.3至5.0×107牛頓米/千克和金剛石的2.5至6.5×107牛頓米/千克。

此外，碳炔還有一些有趣的性能。其柔韌性與聚合物和雙鏈DNA相似。當(dāng)發(fā)生扭曲時(shí)，其整個(gè)結(jié)構(gòu)可以自由旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)度取決于末端化學(xué)組的牢固程度。而最有趣的或許是其穩(wěn)定性。如前所言，新研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩組碳炔鏈接觸時(shí)的確會(huì)發(fā)生反應(yīng)，但存在一個(gè)激活屏障，能夠很容易防止這種情況的發(fā)生。

研究人員稱(chēng)，新研究再次刷新了科學(xué)家們的想象力，借助碳炔的神奇性能，將制造出更多更強(qiáng)大的納米設(shè)備。隨著技術(shù)的逐漸進(jìn)步，或許很快我們就能讓碳炔非凡的機(jī)械性能在現(xiàn)實(shí)中獲得應(yīng)用。