二氧化碳可硬如鉆石

　　二氧化碳可硬如鉆石

　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了固態(tài)二氧化碳的一種新形態(tài)。這種新物質(zhì)是通過(guò)對(duì)普通固體二氧化碳施加超高壓力得到的，固態(tài)二氧化碳的原子排列結(jié)構(gòu)在高壓下發(fā)生改變，形成了類似于玻璃的結(jié)構(gòu)�？茖W(xué)家們將這種物質(zhì)稱為無(wú)定形碳氧素，這種物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)對(duì)于了解象木星那樣的大型氣體行星內(nèi)部高壓下的二氧化碳具有重要意義。它還可以用于制造高強(qiáng)玻璃，科學(xué)家們認(rèn)為它的硬度可以達(dá)到與鉆石相似。

　　與其它四價(jià)元素相比不同的是，碳可在室溫下同氧反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，而其它四價(jià)元素與氧結(jié)合后生成的是固體。例如，硅形成的二氧化硅晶體，也叫做石英，是普通玻璃的主要成份，是硅原子和氧原子組成的無(wú)序網(wǎng)絡(luò)。雖然二氧化碳也可以固化形成干冰，但只是在受高壓或是低溫條件下才可以，而且干冰是一種分子晶體，也就是說(shuō)干冰并非由碳和氧原子形成的晶格而是由二氧化碳分子形成的晶格。由佛羅里達(dá)大學(xué)與INFM合作，MarioSantoro和FedericoGrelli領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組現(xiàn)在首次造出了無(wú)定形二氧化碳這種物質(zhì)。在這種物質(zhì)中，碳原子和氧原子形成了象二氧化硅那樣的無(wú)序連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。研究人員用普通干冰在40萬(wàn)到50萬(wàn)個(gè)大氣壓（40GPa至50GPa）的條件下得到了這種a型碳氧素（a-carbonia）。科學(xué)家們用紅外和激光光譜分析和X射線衍射分析證實(shí)，這種物質(zhì)確實(shí)形成了碳和氧的無(wú)序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

　　Santoro說(shuō)：“對(duì)A型碳素的研究不僅可以對(duì)行星物理學(xué)產(chǎn)生重要意義，而且，在理論上可以制造出一種由A型碳氧素和A型二氧化硅構(gòu)成的在室溫下穩(wěn)定的新型玻璃。這種玻璃將具有超高的強(qiáng)度和硬度。舉個(gè)應(yīng)用的例子，這種玻璃將可能作為一種高強(qiáng)度絕緣封裝材料用于微電子器件的生產(chǎn)。”目前，該小組正在研究A型碳氧素在80GPa的壓力下，碳原子的配位數(shù)是否會(huì)高于4，這種現(xiàn)象在A型二氧化硅和A型二氧化鍺中都曾被發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)研究有助于深入了解玻璃網(wǎng)狀系統(tǒng)形成的熱力學(xué)基本原理。