新型超硬金刚石玻璃

卡内基的费英伟团队合成了一种新的超硬“钻石玻璃”，在设备和电子产品方面具有丰富的潜在应用价值。

碳在形成稳定结构的能力方面无与伦比——单独或与其他元素结合。某些形式的碳是高度有序的，具有重复的晶格。其他的则更无序，称为无定形。将碳基材料结合在一起的键类型决定了其硬度。例如，软石墨具有二维键，而硬金刚石具有三维键。“合成具有三维键的无定形碳材料一直是一个长期的目标，”费解释说。“关键是找到合适的起始材料，通过施加压力进行转化。”

“几十年来，卡内基研究人员一直处于该领域的前沿，利用实验室技术产生极端压力或模仿行星内部深处的条件来生产新材料”卡内基地球和行星实验室主任理查德卡尔森补充道。

由于熔点极高，不可能以金刚石为起点合成类金刚石玻璃。然而通过使用由60个分子排列形成空心球的碳形式取得了突破，非正式地称为巴基球，这种获得诺贝尔奖的材料被加热到足以使其足球状结构坍塌的温度，达到无序状态，然后在一定的压力下将碳转化为结晶金刚石。该团队使用多螺旋压机来合成类金刚石玻璃，并使用各种先进的高分辨率技术来探测原子结构，证实了它的特性。

    “制造具有如此卓越性能的玻璃将为新应用打开大门，”费解释说。“新玻璃材料的使用取决于制造条件，这在过去构成了巨大的挑战。我们能够在相对较低的温度下合成这种新型超硬金刚石玻璃，这使得大规模生产成为可能。”

这项研究发表在《自然》杂志上。