科学家们已经解开了一个长达数十年的谜题，并揭示了一种几乎牢不可破的物质，可以与钻石相媲美，成为地球上最坚硬的材料。该研究发布在《先进材料》杂志上。
研究人员发现，当碳和氮前体受到极端高温和压力时，所得材料比立方氮化硼更坚韧，立方氮化硼是仅次于金刚石的第二硬材料。
专家表示，这一突破为用于工业用途的多功能材料打开了大门，包括汽车和宇宙飞船的保护涂层、高耐久性切削工具、太阳能电池板和光电探测器。
自 1980 年代以来，材料研究人员一直试图释放氮化碳的潜力，当时科学家首次注意到它们的非凡特性，包括高耐热性。
然而，经过三十多年的研究和多次合成尝试，没有报告可信的结果。
现在，由爱丁堡大学极端条件科学中心的研究人员以及来自德国拜罗伊特大学和瑞典林雪平大学的专家领导的国际科学家团队终于取得了突破。
该团队将各种形式的碳氮前体置于70至135千兆帕的压力下 - 大约是我们大气压的100万倍 - 同时将其加热到超过1500°C的温度。
为了确定这些条件下化合物的原子排列，样品在三个粒子加速器上用强烈的X射线束照射。
研究人员发现，三种氮化碳化合物具有超硬度的必要组成部分。
值得注意的是，当它们恢复到环境压力和温度条件下时，这三种化合物都保留了其类似金刚石的品质。
进一步的计算和实验表明，新材料具有额外的特性，包括光致发光和高能量密度，其中大量的能量可以存储在少量的质量中。
研究人员表示，这些超不可压缩氮化碳的潜在应用是巨大的，有可能将它们定位为与钻石相媲美的终极工程材料。
“在发现第一种新的氮化碳材料时，我们难以置信地生产出了研究人员在过去三十年中梦寐以求的材料。这些材料为弥合高压材料合成和工业应用之间的差距提供了强大的动力，“Dominique Laniel博士说。
“这些材料不仅在多功能性方面表现出色，而且表明可以从相当于地球内部数千公里处的条件的合成压力中恢复技术相关的相。我们坚信，这项合作研究将为该领域开辟新的可能性，“Florian Trybel博士说。
