二氧化碳可硬如鉆石

　　二氧化碳可硬如鉆石

　　科學家發(fā)現了固態(tài)二氧化碳的一種新形態(tài)。這種新物質是通過對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構在高壓下發(fā)生改變，形成了類似于玻璃的結構。科學家們將這種物質稱為無定形碳氧素，這種物質的發(fā)現對于了解象木星那樣的大型氣體行星內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玻璃，科學家們認為它的硬度可以達到與鉆石相似。

　　與其它四價元素相比不同的是，碳可在室溫下同氧反應生成二氧化碳氣體，而其它四價元素與氧結合后生成的是固體。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序網絡。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。由佛羅里達大學與INFM合作，MarioSantoro和FedericoGrelli領導的一個小組現在首次造出了無定形二氧化碳這種物質。在這種物質中，碳原子和氧原子形成了象二氧化硅那樣的無序連續(xù)網狀結構。研究人員用普通干冰在40萬到50萬個大氣壓（40GPa至50GPa）的條件下得到了這種a型碳氧素（a-carbonia）。科學家們用紅外和激光光譜分析和X射線衍射分析證實，這種物質確實形成了碳和氧的無序網狀結構。

　　Santoro說：“對A型碳素的研究不僅可以對行星物理學產生重要意義，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度和硬度。舉個應用的例子，這種玻璃將可能作為一種高強度絕緣封裝材料用于微電子器件的生產。”目前，該小組正在研究A型碳氧素在80GPa的壓力下，碳原子的配位數是否會高于4，這種現象在A型二氧化硅和A型二氧化鍺中都曾被發(fā)現。這項研究有助于深入了解玻璃網狀系統(tǒng)形成的熱力學基本原理。