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迷人的材料
1.9.5 合成多种碳结构

合成多种碳结构

无论真相如何,一直到1953年才有可靠证据显示,真的有人做到了。如今人造钻石是非常庞大的产业,但仍旧无法跟天然钻石相抗衡。原因有几点:首先是虽然相关技术已经非常精进,使得小枚人造钻石的价格远低于开采得到的天然钻石,但这些钻石往往不够透明且有瑕疵,因为加速制造的过程会产生缺陷,使得钻石染到颜色。事实上,这些钻石几乎都用在采矿业,装配在钻探和切割工具上,不是为了美观,而是为了让工具能切开花岗岩和其他的坚硬石块。

其次,钻石的价值主要来自它的“纯正”。求婚钻戒虽然跟人造钻石构造相同,却是在地底深处酝酿十亿年而形成的。再次,就算你超级理性,不在乎宝石的出身来历,购买人造钻石赠送爱人还是要价不菲。市面上有许多闪亮的替代品不仅便宜许多,而且同样璀璨耀眼,只有钻石专家才分得出真假,例如方晶锆石就是不错的选择,甚至玻璃也可以。

不过,钻石的崇高地位除了受到石墨的强力挑战,还面临另一个打击,那就是它并非世上最硬的物质。1967年,人类发现碳原子还有第三种排列方式,能形成比钻石还坚硬的物质。这个物质名叫六方晶系陨石钻石,结构以石墨的六角形平面为基础,只是改为立体构造,据称硬度比钻石高出58%,但由于数量太少,所以很难测试。最早的样本是在美国亚利桑纳州迪亚布洛峡谷(Canyon Diablo)的陨石上发现的,高热和巨大的撞击力把石墨变成了六方晶系陨石钻石。

没有人用六方晶系陨石钻石做成婚戒,因为产生六方晶系陨石钻石的陨石撞击非常罕见,而且也只会生成极小的晶体。但发现碳的第三种排列方式还是不免引来好奇,除了钻石的立方体结构,煤炭、黑玉、木炭和石墨的六角形结构及六方晶系陨石钻石的三维六角形结构之外,会不会还有其他的排列方式存在?感谢航空工业,第四种排列方式很快就有人合成出来了。

飞机早期多由木材制成,因为木材质轻而硬。第二次世界大战期间,速度最快的飞行器其实是名叫“蚊式轰炸机”的木造飞机。然而,使用木材制作飞机骨架问题不少,因为很难做出无缺陷结构。因此当工程师想做出更大的飞行器时,便转而采用一种名叫铝的轻金属。但铝还是不够轻,所以许多工程师绞尽脑汁希望找出比铝更轻、更坚固的材料。这种材质似乎不存在,于是1963年英国皇家航空研究院的工程师决定自己来发明。