世界上最值钱的钻石,竟然比金刚石还要高出58% !

大家都知道钻石很值钱,因为它里面的碳原子是按照一种特别紧密的金刚石结构排列的,硬是到了自然界的天花板。可这也怪了,同样是碳元素构成的石墨,却软趴趴的,随便划一下就能留下印子。这就把科学家给难住了:既然金刚石这么硬,咱们能不能给碳原子换个排列方式,造出更厉害的东西?其实早在5万年前,答案就已经藏在科罗拉多高原的大地底下了。 那时候那地方森林长得可茂盛了。突然有一天,一颗直径40米、重量高达30万吨的大石头从天而降,速度快到每秒25公里,爆炸威力相当于同时引爆1000万吨TNT。这下可好了,冲击波把森林全给扫平了,留下一个直径2公里、深170米的大巨坑,这就是大名鼎鼎的巴林杰陨石坑。要不是直到20世纪人们才意识到它是一场天体撞击留下的“伤疤”,估计这故事还得继续埋藏下去。 到了1967年,一支科学考察队深入到巨坑的底部挖掘。他们本来是想找点被高温高压改变过的矿物看看,没想到竟然在土里发现了一种闪着淡蓝色光芒的六方晶体。这东西长得和实验室里合成的纳米金刚石特别像。为了纪念一位叫凯瑟琳·兰斯戴尔的英国晶体学家,这种新材料就被定名为兰斯戴尔石。后来在通古斯陨石坑还有南极艾伦丘陵也都找到了它,说明这种天然的晶体可不是个例。 兰斯戴尔石看着跟普通钻石差不多折射率有2.4到2.41,硬度也就7到8级;但一到实验室里测抗压强度,好家伙,居然比金刚石还要高出58%!为啥它看着软却更扛压呢?原因就在它的结构里:天然晶体里杂七杂八的杂质太多了,把硬度给分散了;要是把它提纯了,性能说不定还能再翻一倍。 为了弄出更纯的兰斯戴尔石,科学家们可没少费劲:静态压力机、炸药压缩加热、气相沉积这些招数全用上了。最后终于在1000℃的高温下成功合成了纳米级的小晶体。可这玩意儿太小了,传统的硬度计根本没办法测量。这时候华盛顿州立大学站了出来:用激光干涉测量声波法来算!让晶体受力时发出声波,通过激光干涉算出速度再反推硬度。结果出来大家都激动坏了——高纯的兰斯戴尔石的硬度果然还是比金刚石高出了58%。 既然这么厉害,为啥不直接用它来代替金刚石呢?关键问题在于现在的高纯兰斯戴尔石还是个理论概念罢了。一旦形成晶体在高压瞬间就崩解了。如果未来能找到办法稳定制造它并且把价格降下来,它就会变成超级钻头、切削刀具还有磨具的首选材料。到时候咱们就能攻克更多硬质材料的加工难题了。陨石坑里那抹淡蓝光芒,说不定真的会变成工业刀锋上的“隐形冠军”。