自 1980 年代以来，碳化氮的合成在理论上已有 30 多年的历史，因其高耐热性等特性而得到认可，但直到现在，其实际创造仍然无法实现。
爱丁堡大学的研究人员与国际合作者一起创造了一种革命性的材料，它挑战了钻石的硬度，并可能成为人类已知的最坚韧的物质之一。
在极端条件下的科学中心工作，该团队能够合成碳化氮，这种材料被认为比立方氮化硼更耐用，立方氮化硼是目前仅次于金刚石的第二硬材料。
现在，通过将碳和氮前体置于极端条件下和超过1500°C的温度，实现了这一突破，这一过程导致了CN4四面体的形成，这是材料科学的伟大结构愿望之一。 爱丁堡大学的多米尼克·拉尼尔承认。
使用X射线束，研究小组分析了材料的结构和性能，以确认其中三种合成化合物具有超硬材料所需的结构。令人惊讶的是，即使在冷却并恢复到正常大气压后，这些化合物仍保持其极高的硬度。
“这些材料为弥合高压材料合成与工业应用之间的差距提供了强大的动力，”New Atlas援引研究人员的话说。
这项发布在《先进材料》杂志上的突破不仅是一种科学上的好奇心，而且具有实际意义。
该团队设想了这些材料的各种应用，从车辆和飞机的保护涂层、先进的切削工具和光电探测器。
“它们不仅在多功能性方面非常出色，而且表明技术相关的相可以从相当于地球深处数千公里的条件的合成压力中恢复，”林雪平大学助理教授Florian Trybel说。
“我们坚信，这项合作研究将为该领域开辟新的可能性，”研究人员补充道。
“对物理性质的研究表明，这些材料通过共价键、超不可压缩键和超硬键牢固键合，还具有高能量密度、压电和光致发光特性，”该研究的作者指出。
“新的碳化氮在高压材料中是独一无二的，因为在100 GPa以上生产，它们可以在环境条件下在空气中回收，”研究人员总结道。
