Science发表中国学者颠覆传统的发现：金刚石不再是钢铁直男，是可以弹性变形的软妹子！

【引言】

金刚石是最坚硬的天然材料，它也是碳材料类的成员之一，在机械学，生物医学，电子学和光子学领域有着广泛的应用。有研究发现通过调整微观结构可以进一步提高金刚石的强度和硬度。但是，金刚石的机械特性却被可变形性差和脆性较高所限制。如果你设法使金刚石变形，通常意味着你破坏了金刚石。金刚石硬度非常高，但不会弹性变形，这限制了它们在某些应用中的实用性。 这也就是为什么至今一提到金刚石我们都会想到它可以作为模具是最硬的材料，但不会把它跟金属一样的延展性或是跟弹性体一样的弹性联系在一起。

【成果简介】

北京时间2018年4月20日，Science在线发表了香港城市大学张文军、陆洋、麻省理工学院Ming Dao、南洋理工大学Subra Suresh（共同通讯）等人题为“Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond”的文章，研究小组展示了纳米级（〜300nm）单晶和多晶金刚石的超大，完全可逆的弹性形变。对于单晶金刚石，最大拉伸应变（高达9％）接近理论弹性极限，相应的最大拉伸应力达到约89至98GPa。在结合系统计算模拟和表征变形前和变形后结构特征之后，研究者将同时存在的高强度和大弹性应变归因于小体积金刚石纳米针与微米级和更大的试样相比缺陷少，以及相对光滑的表面。该发现通过对金刚石纳米结构，几何形状，弹性应变和物理性质进行优化设计，为新应用提供了潜力。

【图文导读】

图1 实验装置和纳米针表征

图2 在单晶纳米针中实现超大弹性变形

图3 在多晶纳米针中实现大弹性变形

图4 最大弹性拉伸应变

文献链接：Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond（Science,2018,DOI: 10.1126/science.aar4165）

本文由材料人学术组Allen供稿，材料牛整理编辑。

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