如果弄一个世界上最坚硬天然材料排行榜,钻石毫无疑问会荣登榜首。但一个国际科研团队发现,钻石在纳米尺度上是有弹性的,可以像橡皮一样弯曲变形还能恢复原状!

钻石有弹性,可以掰弯拉伸?这项发现很惊人啊。而且未来应用前景很广阔。有望应用于数据存储、体内成像设备和药物传递等领域。
当然并不是你见到的那个大钻石可以随便拉伸,是科学家把它们用化学气相沉积及刻蚀手段生长出钻石纳米针,这些纳米针有弹性。

看看图片,它们长的很像牙刷毛有木有,这些纳米针只有几百纳米,其弹性拉伸应变可达 9%。相比之下,大块的天然金刚石在断裂破坏前的弹性拉伸应变远低于 1%。
研究员说,我们需要施加力才能让这些钻石针弯曲,而且它们是有弯曲极限的,力施加的过大可能造成其断掉。一旦撤回力,它们又会恢复原状。
论文共同高级作者、香港城市大学力学和生物医学工程副教授陆洋说,他们使用了一种独一无二的纳米力学方法,可精准控制和量化纳米钻石样品的超大拉伸应变。
参与研究的新加坡南洋理工大学校长苏布拉·苏雷什说:“这个现象只会出现在钻石在纳米尺寸时,正常钻石不会发生”。

这一发现应用前景非常广阔,研究人员表示,拥有 9% 弹性拉伸应变的纳米钻石会产生磁场变化,可用激光将数据编码到钻石中存储。
利用钻石“氮晶格空位中心”的特性还可提高磁共振成像解析度,用于复杂纳米结构和生物分子的三维成像。此外,可弯曲的钻石还可用于细胞内给药。
纳米尺寸的钻石现在已经得到运用了。 美国斯坦福线性加速中心(Stanford Linear Accelerator Center)展示了号称最薄的纳米线 ,相当于仅 3 个原子的厚度。

这些纳米线就是用最小的钻石片制成的,这种世界上最小的钻石结构是周长仅 10 个原子的金刚烷,能够让 3 原子厚的导电核心自组装成任何长度。
研究人员希望利用将这种纳米线打造成最小的晶体管通道,有望提升互联技术,让其变得更加可靠准确。
除此之外, SLAC 的研究团队还打算利用其纳米线,打造能够发电的纳米编织物、结合电与光的光电组件,以及协助建构超导材料。
大家注意,咱们这里所说的纳米尺寸的钻石和纳米钻石是两个完全不同的概念。这里提到的钻石的纳米尺寸是指普通钻石缩小到纳米尺寸。

但是纳米钻石就不一样了。 从 1987 年起,科学家在太空陨石中发现了许多钻石结晶体。
当然,只有用电子显微镜观察才能发现这些微小的颗粒,它们左右(1 纳米只不过是十亿分之一米)。科学家因此称这些天然钻石为"纳米钻石"。

现在人们普遍认为,这些钻石可能是在太阳系外的。质量大的恒星在走到生命尽头的时候,会产生超新星爆发,并在飞散的气体中传导强烈的冲击波。
在这样激烈的环境中,气体中的碳原子由于压力的作用,结合成了纳米钻石。
生成的纳米钻石广泛散布在宇宙空间中,在 46 亿年前太阳系形成后,被太阳系俘获,于是,太阳系中就含有了远古生成的纳米钻石。

所以,在陨石中发现的纳米钻石,是在太阳系形成之前就出现的,是远古时期太空中的物质。
但是,美国佐治亚州的科学家对前面的观点提出了怀疑。他们仔细研究了包含在陨石或星际尘埃中的纳米钻石。

他们还研究了几块非常有名的碳质球粒陨石,以及 2 颗从南极的冰雪中找到的陨石和大气层中 4 个星际尘埃中的陨石。这些陨石中,有的含有纳米钻石,有的却并无纳米钻石。
科学家猜测,从大气层中发现的许多星际尘埃是由彗星携带来的物质,散布于大气层中。
而彗星是构成太阳系的一种原始天体,它们最初分布于太阳系的外围,比如奥尔特云带或柯伊伯带等位置。那里最容易受到太阳系外太空物质的污染,包含纳米钻石也就不足为奇了。