世界上最硬的玻璃和最软的玻璃（比钻石还硬的玻璃）

晶莹闪烁、价格不菲的钻石自然是世界最硬的物质，它本质上是一种碳晶体——金刚石。在衡量矿物硬度的莫氏硬度表中，金刚石位居榜首，莫氏硬度值为 10。相较之下，普通玻璃的莫氏硬度值只有 6。 不过，燕山大学的研究团队最近合成了一种新型玻璃，它的硬度超越史上任何一块玻璃，甚至可以划破钻石！

严格来说，这种玻璃与我们熟悉的普通玻璃不是一回事。普通玻璃的主要成分是二氧化硅，而最硬玻璃的化学本质是碳，只不过它让碳从钻石的晶体态变成了类似玻璃的非晶体态，也就是“玻璃态”。

晶体内原子的排列整齐规律，有固定的熔点。与之相反，非晶体内原子的排列杂乱无序，最多只能呈现局部的有序性。这样的固体没有固定熔点，也常展现出一些晶体物质所没有的优良性能。

研究者将富勒烯（60个碳原子组成的足球状分子）晶体放在高温、高压的环境下，随着温度升高，碳的晶体结构开始逐步瓦解。到了800°C，碳已经完全转变为玻璃态。升温继续，此时玻璃态的碳原子又从完全无序的状态转变为局部的有序排布，碳原子之问也开始出现了类似金刚石中的化学键。研究者将 1000°、1100°C 和1200°C 下的新型碳玻璃分别命名为 AM- AM-I 和AM-Il。

诞生于最高温的 AM-III展现出了最强的实力。从结构上来说，它的密度最高局部秩序性最强。从性能上看，它的硬度也最“无敌”：在高达70 GPa 的压力下依然不会出现裂痕，而且不易摔碎。当研究者用 AM-1l刮金刚石的表面时，金刚石的表面出现了明显划痕，显而易见，AM-III比钻石还硬。除了超高的硬度，这款玻璃还表现出不错的半导体性能。或许在末来，它还能助光伏发电一臂之力。

文章来源：《万物》2021年10月期，分享内容仅限阅读推广与辅助购买决策，资源版权属于原出版机构，喜欢杂志的朋友，可以在杂志铺订阅哦！