Science發表中國學者顛覆傳統的發現：金剛石不再是鋼鐵直男，是可以彈性變形的軟妹子！

【引言】

金剛石是最堅硬的天然材料，它也是碳材料類的成員之一，在機械學，生物醫學，電子學和光子學領域有著廣泛的應用。有研究發現通過調整微觀結構可以進一步提高金剛石的強度和硬度。但是，金剛石的機械特性卻被可變形性差和脆性較高所限制。如果你設法使金剛石變形，通常意味著你破壞了金剛石。金剛石硬度非常高，但不會彈性變形，這限制了它們在某些應用中的實用性。 這也就是為什么至今一提到金剛石我們都會想到它可以作為模具是最硬的材料，但不會把它跟金屬一樣的延展性或是跟彈性體一樣的彈性聯系在一起。

【成果簡介】

北京時間2018年4月20日，Science在線發表了香港城市大學張文軍、陸洋、麻省理工學院Ming Dao、南洋理工大學Subra Suresh（共同通訊）等人題為“Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond”的文章，研究小組展示了納米級（?300nm）單晶和多晶金剛石的超大，完全可逆的彈性形變。對于單晶金剛石，最大拉伸應變（高達9％）接近理論彈性極限，相應的最大拉伸應力達到約89至98GPa。在結合系統計算模擬和表征變形前和變形后結構特征之后，研究者將同時存在的高強度和大彈性應變歸因于小體積金剛石納米針與微米級和更大的試樣相比缺陷少，以及相對光滑的表面。該發現通過對金剛石納米結構，幾何形狀，彈性應變和物理性質進行優化設計，為新應用提供了潛力。

【圖文導讀】

圖1 實驗裝置和納米針表征

圖2 在單晶納米針中實現超大彈性變形

圖3 在多晶納米針中實現大彈性變形

圖4 最大彈性拉伸應變

文獻鏈接：Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond（Science,2018,DOI: 10.1126/science.aar4165）

本文由材料人學術組Allen供稿，材料牛整理編輯。

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