科学家首次发现了如何生产超薄的“钻石纳米读”，这些“钻石纳米读”有望与当今最强的纳米管和聚合物更大的强度和刚度，包括强度和刚度。
宾夕法尼亚州立大学化学教授约翰·V·巴丁（John V. Badding）领导的一项研究团队的一篇论文将于2014年9月21日发表。自然材料。
巴丁说：“从基本科学的角度来看，我们的发现很有趣，因为我们形成的线程具有以前从未见过的结构。”The core of the nanothreads that Badding’s team made is a long, thin strand of carbon atoms arranged just like the fundamental unit of a diamond’s structure – zig-zag “cyclohexane” rings of six carbon atoms bound together, in which each carbon is surrounded by others in the strong triangular-pyramid shape of a tetrahedron. “It is as if an incredible jeweler has strung together the smallest possible diamonds into a long miniature necklace,” Badding said. “Because this thread is diamond at heart, we expect that it will prove to be extraordinarily stiff, extraordinarily strong, and extraordinarily useful.”
该团队的发现是在其他实验室试图将含碳的单独分子（如液体苯）压缩为有序的钻石式纳米材料的近一个世纪之后。
“我们使用了橡树岭国家实验室的大型高压巴黎 - 埃德丁堡设备来压缩6毫米范围内的苯 - 与以前的实验相比，这是一个巨大的苯。”研究论文。“我们发现，在正常室温下足够压缩后缓慢释放压力，使碳原子彼此反应并在高度有序的单文件碳四面体链中链接在一起，形成了这些钻石核心纳米核。”
Badding的团队是第一个哄骗含有碳原子的分子，形成了较强的四面体形状，然后将每个四面体端到头链接起来，形成一个长而薄的纳米读。他将螺纹的宽度描述为出色的宽度，只有少数原子，比光纤小数十万倍，比普通人的头发较薄。
他说：“我们的合着者Vin Crespi的理论表明，这可能是可能的最强，最僵硬的材料，同时也是重量轻。”
他们压缩的分子是苯 - 一个含有六个碳原子和六个氢原子的平圈。所得的钻石核纳米读被氢原子的光环包围。
科学家报告说，在压缩过程中，平坦的苯分子堆叠在一起，弯曲和分解。然后，随着研究人员慢慢释放压力，原子以完全不同但非常有序的方式重新连接。结果是一种结构，在钻石的四面体构型中具有碳，氢悬挂在侧面，每个四面体都与另一个四面体键合，形成长而薄的纳米读。
巴丁说：“这种组织的发生确实令人惊讶。”“苯分子的原子在室温下将它们连接在一起以使化学家和物理学家感到震惊。考虑到较早的实验，我们认为，当苯分子在非常高的压力下破裂时，它的原子希望抓住其他东西，但由于压力消除了它们之间的所有空间，因此无法移动。然后，这种苯就变得高度反应性，因此，当我们非常缓慢地释放压力时，会发生有序的聚合反应，形成钻石核纳米读。”
科学家在宾夕法尼亚州立大学，橡树岭，亚利桑那州立大学和卡内基科学机构（包括X射线衍射，中子衍射，拉曼光谱，第一原则计算，传输，传输，传播），通过多种技术证实了他们的钻石纳米读的结构。电子显微镜和固态核磁共振（NMR）。
这些第一个钻石纳米读的部分似乎并不完美，因此改善其结构是Badding研究计划的持续目标。他还想发现如何制造更多。
巴丁说：“我们用来使第一颗钻石纳米林材料的高压力将我们的生产能力限制在一次仅几立方毫米，因此我们还没有足够的能力在工业规模上有用。”“我们的科学目标之一是通过弄清在更实际的条件下制造这些钻石纳米读的化学反应来消除这一局限性。”
纳米读也可能是基于强型四面体核心的新型钻石状纳米材料的第一个成员。巴丁说：“我们发现我们可以使用苯分子的自然对齐来指导这种新的钻石纳米读材料的形成确实很有趣，因为它打开了基于碳和氢的许多其他类型的分子的可能性。”“您可以将各种其他原子附着在碳和氢的核心周围。梦想是能够添加其他将纳入生成的纳米读的原子。通过加压我们设计的任何液体，我们可能能够制造大量不同的材料。”
最感兴趣的潜在应用是那些通过极强，僵硬和轻巧的材料（尤其是那些可以帮助保护气氛）（包括更轻，更省油，更燃油效率），因此较小的车辆来改善的应用程序。
“我们为我们开发的纳米材料的最疯狂的梦之一是，它们可以用来制造超强，轻巧的电缆，从而使“太空电梯”的建设成为可能，到目前为止，这种电缆仅作为一门科学而存在 -小说的想法，”巴丁说。
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