據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，英國愛丁堡大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)取得了突破性進(jìn)展，他們合成了碳和氮的前體，制造出了比立方氮化硼（目前僅次于鉆石的第二硬材料）更堅(jiān)硬的碳氮化物。

愛丁堡大學(xué)的多米尼克·拉尼爾說：“在發(fā)現(xiàn)第一種新型氮化碳材料時(shí)，我們對(duì)研究人員在過去30年里夢(mèng)寐以求的材料終于問世感到難以置信。這些材料為彌合高壓材料合成與工業(yè)應(yīng)用之間的差距提供了強(qiáng)大的動(dòng)力”。

雖然科學(xué)家們?cè)缭?0世紀(jì)80年代就認(rèn)識(shí)到了碳氮化物的潛力，包括它們的高耐熱性，但創(chuàng)造它們卻是另一回事。事實(shí)上，直到現(xiàn)在，還沒有對(duì)它們的合成進(jìn)行過可信的研究。

研究人員在研究報(bào)告中指出，具有CN4四面體三維框架的碳氮化物是材料科學(xué)的一大愿望。

研究小組成員還包括來自德國拜羅伊特大學(xué)和瑞典林雪平大學(xué)的材料專家，他們通過將不同形式的碳氮前體置于70～135千兆帕（或大氣壓的一百萬倍）的壓力下，同時(shí)將其加熱到1500攝氏度以上，實(shí)現(xiàn)了這一壯舉。

然后，在法國的歐洲同步加速器研究設(shè)施、德國的德意志電子同步加速器和美國的先進(jìn)光子源通過X射線束對(duì)原子排列進(jìn)行了檢測(cè)。

分析結(jié)果顯示，合成的氮化碳化合物中有三種具有突破性超硬材料所需的結(jié)構(gòu)。隨后，科學(xué)家們驚喜地發(fā)現(xiàn)，這三種化合物在冷卻并恢復(fù)到環(huán)境壓力后，仍然保持了超硬的特性。

研究小組認(rèn)為，這一突破為多種用途鋪平了道路，包括車輛和航天器的保護(hù)涂層、功能強(qiáng)大的切割工具和光電探測(cè)器。

林雪平大學(xué)助理教授弗洛里安·特里貝爾說：“這些材料不僅在多功能性方面表現(xiàn)出色，而且表明可以從相當(dāng)于地球內(nèi)部數(shù)千公里的合成壓力條件下恢復(fù)與技術(shù)相關(guān)的相位。我們堅(jiān)信，這項(xiàng)合作研究將為該領(lǐng)域開辟新的可能性”。

雖然尚不清楚這種不可壓縮的氮化碳化合物的功能范圍，但研究人員還發(fā)現(xiàn)，這種化合物具有光致發(fā)光、壓電和高能量密度的特性，能夠以少量的質(zhì)量儲(chǔ)存大量的能量。

研究人員在研究報(bào)告中指出，物理性質(zhì)研究表明這些強(qiáng)共價(jià)鍵材料具有超不可壓縮性和超硬性，同時(shí)還具有高能量密度、壓電和光致發(fā)光特性。新型碳氮化物在高壓材料中是獨(dú)一無二的，因?yàn)樗鼈兪窃?00Gpa以上的壓力下產(chǎn)生的，可在空氣中的環(huán)境條件下復(fù)原。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。（綜合整理報(bào)道）