丢了你的钻戒吧,这些材料比钻石还硬!

“钻石恒久远,一颗永流传”

“钻石是世界上最坚硬的物质,代表了爱情的忠贞不渝”

“钻石是所有宝石里火彩最绚丽的,象征着生活的绚丽多彩”

一直以来,钻石商人用这动听的甜言蜜语让不知道多少女人心迷神荡,同时还有同样数量的男人血本无归。真相是这样吗?

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钻石恒久远,一颗就破产

你听说过“真金不怕火来练“,但一定没有听说过“真钻不怕火来炼”这样的赞美吧。实际上钻石是非常经不住火烧的东西,用打火机烧一下,很快一颗价值连城的钻石就能化作一缕青烟(严格说来是无色的气体)。钻石是纯度非常高的碳,因此是烤羊肉串最好的燃料——如果你足够有钱的话——氧气充足的情况下燃烧产物只有二氧化碳一种,绝对不含有毒物质。

钻石甚至也不是宝石里火彩最绚丽的。所谓火彩,就是指材料对各种不同颜色光线的散射程度,物理学上用色散系数来表示。钻石的色散系数只有0.044,而另一种几乎跟钻石无法区分的坚硬材料——碳化硅,色散系数是钻石的2.5倍,火彩比钻石还要好很多——而且不怕火烧,即使扔到炼钢炉里,也就相当于洗了个温水澡,毫发无伤。

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钻石的坚固来自于它稳定的晶格结构

至于硬度,毋庸置疑钻石确实非常硬,保持了很长时间的世界第一,甚至可能是宇宙第一。那么钻石究竟有多硬呢?大家常见的一种硬度分级方法叫莫氏硬度法,在这个方法里面,铁只有4-5级,牙齿大概6-7级,和田玉6.5级,石英7级,红蓝宝石是9级,上面提到火彩比钻石更好的碳化硅宝石硬度有9.25级。而钻石的莫氏硬度曾经长期占据硬度表的顶端,达到10级。虽然看起来10级比红宝石的9级硬不了多少,实际上如果按照弹性模量计算,钻石是1200GPa,红蓝宝石是300GPa,相差差不多4倍!

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碳化硅宝石火彩比钻石高2.5倍

本来钻石一直在硬度的王座上高高在上的。都怪那些格格巫一样讨厌的科学家,捣鼓出了各种东西,将钻石这个硬度之王打得七零八落。下面我们就介绍几种硬度超过钻石的新材料。

首先要介绍的是由中国科学家发现的两种物质,它们的特别之处在于竟然也是自然界的产物。其中一种叫做纤锌矿型氮化硼,硬度比钻石高出18%。另外一种叫做朗斯代尔石,也叫六方钻石,实际上也是由碳构成,但其排列方式不同。它的硬度比钻石高出58%。

立方氮化硼也称作CBN,经常用来做成切削钢铁的刀片。一般CBN材料硬度有钻石的一半。2013年《自然》杂质报道,有科学家制作出了一种纳米聚晶氮化硼,具有洋葱一样的包裹分层结构,其硬度大于钻石,是一种很有发展前途的超硬材料。

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用来切削超硬金属的立方氮化硼刀片

石墨烯,这可是最近几年大热的材料。不过石墨烯只有一层原子那么厚,严格来说这种特性拿来比硬度是不合适的,谈论强度更合适一些。举个简单例子大家就可以想象一下石墨烯这种材料的强度:如果我们用石墨烯制成一个菜市场经常见的那种大小和厚度的塑料袋,那么它可以拎起来一两坐满人的帕萨特轿车!

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单层分子结构的石墨烯

最后要介绍的是一种在1989年就被预言,1993年在哈佛大学实验室被人工合成出来的材料——氮化碳。科学家预言这种材料的灵感来自于另一种超硬材料氮化硅。有人设想,如果将同样有四个化学键但键能更高的碳取代硅,会是什么样的结果呢?计算结果令人振奋,因为碳-氮键比硅-氮键具有更高的键能,因此氮化碳的硬度会比氮化硅更高。计算结果表明氮化碳的硬度甚至要超过金刚石。不过合成氮化碳极其困难,需要非常极端的条件才能生成。1993年7月,哈佛大学材料实验室利用激光溅射技术首次合成了氮化碳薄膜,为超硬材料家族又增添了非常有分量的一员。科学家们还发现,除了硬度超高,氮化碳还是一种很好的光催化剂,能够在可见光照射下甲基蓝等有机化合物。

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氮化碳的分子结构

最后回过来扒一下钻石的忽悠史,这无疑是世界上最成功的商业忽悠。二战结束后,大英帝国一蹶不振,而美国强势崛起。英国人不服气啊,我曾经的日不落帝国怎么就让大西洋对岸那帮孙子坐大了呢?不行,我得去把他们钱整回来。但看自己手里,经济、军事、科技、金融,都早已不是美国的对手,怎么抢钱啊。

政治家没办法,商人却想出了办法,用的正是孙子兵法里“以己之长攻彼之短”的策略。英国有极为精明的商人,美国有谈恋爱的女人。商人们仔细一盘点手里的东西,发现我们还有钻石啊,当时控制了全球90%钻石资源的Debeers公司就在英国。于是钻石商们就展开了无比猛烈的舆论宣传,把一个经不起火烧的透明石头硬是在美国忽悠成了爱情的象征,婚姻的代表,这刚需的刚度简直跟钻石一样啊!美国新娘们在这样的洗脑工程下各种撒泼打滚,新郎们不得不乖乖当裤子买钻戒,大西洋对岸的钻石商赚了个盆满钵满。后来这风气从美国刮到全世界,中国当然也无法幸免,“钻石恒久远,一颗就破产”的故事每天就不停重复上演。

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电影《血钻》揭露了钻石行业的血腥和残暴,强烈推荐

不过钻石从硬度的王座上被拉下来,今后结婚,如果再掏出一颗钻石戒指,新娘是不是会一脸鄙视转身就跑?伦家要氮化碳戒指才肯嫁!


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