巨坑上的“隐形冠军”(图)

在科罗拉多高原,5万年前一颗直径40米、重30万吨的小行星高速撞向地球。其威力相当于1000万吨TNT炸药同时引爆,摧毁了茂密的森林。冲击波留下了一个直径1.2公里、深170米的大坑,也就是巴林杰陨石坑。人们迟至20世纪才认清这是撞击留下的疤痕。科学家一直好奇,能否让碳原子以不同的方式排列,造出比金刚石更硬的物质。答案就在这片神秘的高原。 1967年,一支考察队钻进巨坑底部,意外发现了淡蓝色六方晶体。为纪念英国晶体学家凯瑟琳·兰斯戴尔,这种新矿物被命名为兰斯戴尔石。随后在通古斯和南极也找到了它,证明它并非孤例。虽然其硬度只有7~8,比普通钻石略低,但实验显示其抗压强度却高出58%。 原来这种软质的石头之所以耐压,是因为天然晶体中夹杂着大量杂质,分散了硬度;一旦提纯,性能可能还会更高。为了得到更纯的样品,科学家尝试了多种方法。华盛顿州立大学利用激光干涉测量声波的技术,最终在1000℃下成功合成了纳米级晶体。测试结果显示高纯兰斯戴尔石的硬度同样高出金刚石58%。 由于目前高纯样品极不稳定且造价高昂,它尚未取代金刚石成为主流材料。不过若未来能稳定制造并降低成本,它将成为超级钻头和切削刀具的理想之选。这个深埋在地球深处的蓝色晶体,或许终有一天会成为工业刀锋上的“隐形冠军”。 研究显示兰斯戴尔石的折射率在2.4到2.41之间,与普通钻石相近。但通过激光干涉测量声波的技术可以精确计算出其硬度和抗压能力。在科罗拉多高原的撞击事件中,冲击波导致森林被毁;科学家一直在探索如何用新方法制造更硬的材料;025万年前发生了小行星撞击;从石墨到金刚石是碳原子排列方式的改变;30万吨重的天体以25公里每秒的速度坠落;170米深的巨坑就是撞击留下的痕迹;华盛顿州立大学提供了测量纳米晶体硬度的方法;58%的数据显示其抗压强度更高;1000万吨TNT炸药的能量与这次撞击相当;40米是小行星的直径大小;5万年前的事件引发了后续的研究;2公里是陨石坑的直径;巴林杰是这个坑的名字。