二氧化碳可硬如钻石

　　二氧化碳可硬如钻石

　　科学家发现了固态二氧化碳的一种新形态。这种新物质是通过对普通固体二氧化碳施加超高压力得到的，固态二氧化碳的原子排列结构在高压下发生改变，形成了类似于玻璃的结构。科学家们将这种物质称为无定形碳氧素，这种物质的发现对于了解象木星那样的大型气体行星内部高压下的二氧化碳具有重要意义。它还可以用于制造高强玻璃，科学家们认为它的硬度可以达到与钻石相似。

　　与其它四价元素相比不同的是，碳可在室温下同氧反应生成二氧化碳气体，而其它四价元素与氧结合后生成的是固体。例如，硅形成的二氧化硅晶体，也叫做石英，是普通玻璃的主要成份，是硅原子和氧原子组成的无序网络。虽然二氧化碳也可以固化形成干冰，但只是在受高压或是低温条件下才可以，而且干冰是一种分子晶体，也就是说干冰并非由碳和氧原子形成的晶格而是由二氧化碳分子形成的晶格。由佛罗里达大学与INFM合作，MarioSantoro和FedericoGrelli领导的一个小组现在首次造出了无定形二氧化碳这种物质。在这种物质中，碳原子和氧原子形成了象二氧化硅那样的无序连续网状结构。研究人员用普通干冰在40万到50万个大气压(40GPa至50GPa)的条件下得到了这种a型碳氧素(a-carbonia)。科学家们用红外和激光光谱分析和X射线衍射分析证实，这种物质确实形成了碳和氧的无序网状结构。

　　Santoro说：“对A型碳素的研究不仅可以对行星物理学产生重要意义，而且，在理论上可以制造出一种由A型碳氧素和A型二氧化硅构成的在室温下稳定的新型玻璃。这种玻璃将具有超高的强度和硬度。举个应用的例子，这种玻璃将可能作为一种高强度绝缘封装材料用于微电子器件的生产。”目前，该小组正在研究A型碳氧素在80GPa的压力下，碳原子的配位数是否会高于4，这种现象在A型二氧化硅和A型二氧化锗中都曾被发现。这项研究有助于深入了解玻璃网状系统形成的热力学基本原理。