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石墨烯|地球上最硬的材料是什么？六种超越钻石、第一你肯定知道

碳是自然界中最奇妙的元素之一，拥有不同于其它元素的化学和物理性质 。碳原子核中只有6个质子，是能够形成复杂化学键的元素中最轻的 。
所有已知的生命形式都以碳元素为基础，因为碳原子同时可以与最多四个原子形成化学键 。
在高压下，碳还可以与其它碳原子结合，形成稳定的晶格结构 。若条件合适，碳原子还能形成一种极其坚固、超级坚硬的结构，即我们所熟知的钻石 。
虽然众所周知，钻石是全世界最坚硬的物质，但其实有六种材料比钻石更胜一筹 。当然，钻石仍然是地球上最坚硬的天然材料之一，但终究难以与这六种物质相比 。
荣誉奖
地球上有三种物质，虽不如钻石那么坚硬，但由于在多方面表现出色，仍然值得一提 。
随着纳米技术的发展，再加上在纳米尺度上对现代材料的了解进一步深入，我们如今意识到，评估这些极端材料的特性可以使用多种指标 。
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先从生物界说起 。
蜘蛛丝虽然招人嫌弃，但其实是一种非常强韧的材料，其强度重量比远胜铝和铁等传统材料，而且十分轻薄、粘性也大 。
在全世界的所有蜘蛛中，达尔文吠蛛的蛛丝强度最大，高达凯夫拉尔合成纤维的10倍，而且这种蛛丝无比轻薄，仅仅一磅（454克）的蛛丝便足以绕地球整整一周 。
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一种名叫碳化硅（一般以莫桑石的形式存在）的天然物质硬度仅比钻石略低一点 。
自1893年以来，碳化硅颗粒已经实现了大规模生产 。硅和碳属于同族元素，可以通过一种名叫烧结的处理方式，在高压、但相对低温的条件下形成这种极其坚硬的材料 。
这些材料不仅适用于各种对硬度要求高的场合，例如刹车片和离合器、防弹衣、坦克装甲等，还具有出色的半导体性能，因此在电子元件的生产中也发挥着重要作用 。
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约20年前，科学家首次研发出了直径从2纳米至50纳米不等的纳米硅球 。
最惊人的是，这些纳米球是空心的，不仅可以自行组合成球状，还能相互嵌套 。这也是人类所知最坚硬的材料之一，硬度同样仅逊于钻石 。
自组装在自然界中是一件极为强大的工具，但与合成材料相比，生物材料在这方面要薄弱一些 。
这些自组装纳米粒子可以用来打造定制化材料，比如性能更优良的水过滤器、效率更高的太阳能电池、速度更快的催化剂、或者新一代电子器件等等 。
不过，最理想的应用场景还要数根据使用者身材“量身打印”的防弹衣 。
最著名的高硬度材料
当然，上述材料的硬度都无法与钻石媲美 。在地球上发现或创造出的所有材料中，钻石的硬度名列第七 。
虽然有些天然（但十分罕见）材料和合成材料的硬度已经超越了钻石，但钻石的地位依然难以撼动 。
钻石也依然是人类所知耐划性最强的材料 。不仅钛之类的金属比钻石相差甚远，就连硬度极高的陶瓷或碳化物在硬度或耐划性上也无法与钻石相比 。
其它以硬度著称的晶体，比如红宝石或蓝宝石，也都达不到钻石的水平 。
不过，有六种材料已经在硬度上打败了钻石 。
第6种、纤锌矿型氮化硼
石墨烯|地球上最硬的材料是什么？六种超越钻石、第一你肯定知道
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除了碳之外，其它许多原子或化合物也可以构成晶体，氮化硼就是其中之一 。
硼和氮在元素周期表上分别居于第五和第七位，两种元素组合在一起，可以产生各种各样的可能性，包括非晶形、六方晶系（类似于石墨）、立方体（类似于钻石，不过结构强度稍差一些）、以及纤锌矿型 。
其中，最后一种形式极为极端、但也极为坚硬 。该物质在火山喷发过程中形成，到目前为止只发现过极少量，因此我们无法通过实验测试其硬度 。
但最新的模拟结果，它可以形成一种不同类型的晶格结构，属于四面体、而非面心立方体，硬度比钻石高出18% 。
第5种、蓝丝黛尔石
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