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金剛石力學性能研究獲進展 顯微鏡功不可沒
2020年03月23日 09:53:30
來源：儀器網(wǎng) 點擊量：4356
讓人想不到的是，硬度數(shù)一數(shù)二的金剛石也有“柔韌”的一面。近日，燕山大學與科學國家重點實驗室的科研人員聯(lián)合，利用透射電子顯微鏡，開發(fā)出了金剛石的新性能。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】作為人類20世界偉大的發(fā)明之一，顯微鏡的發(fā)現(xiàn)，將人們的視野帶入到大自然中的一個全新世界中。通過顯微鏡，我們不僅可以觀察到數(shù)以萬計的微生物，而且對于動植物及自身的組織、構造也有了更加全面和清晰的認知。甚至在現(xiàn)今，一些在生物醫(yī)學領域被頻繁使用的顯微鏡，也在不斷地改變著我們對這個世界的看法。
一直以來，金剛石都是以“自然界中天然存在的堅硬物質”呈現(xiàn)在人們腦海中的。然而正如某句話所說，這個世界上所有的事物都是相對而言的。讓人想不到的是，硬度數(shù)一數(shù)二的金剛石也有“柔韌”的一面。近日，燕山大學與科學國家重點實驗室的科研人員聯(lián)合，利用透射電子顯微鏡，開發(fā)出了金剛石的新性能。
據(jù)了解，研究人員依托其自主研制的原位微納米力學實驗平臺，通過透射顯微鏡，對金剛石進行了原位彎曲實驗，實現(xiàn)了它的超高彈性應變(拉伸強度)和室溫位錯誘導的塑性變形。實驗結果不僅證明又硬又脆的金剛石在微納尺度上具有一定的室溫塑性和韌性。同時也確認了金剛石納米針的拉伸應變與其尺寸、晶向及表面粗糙度有很大的相關性。
值得一提的是，作為自然界硬度高的物質，金剛石在機械加工、電子及電器加工、珠寶、鉆探開采、航空航天、光學器件等許多領域都具有不可替代的應用價值。尤其是納米金剛石材料，更是部件表面鍍層、耐磨合金部件、精密拋光、塑料及橡膠材料的重要材料。但遺憾的是，在室溫條件下金剛石較脆、彈性低，很容易斷裂，嚴重制約著金剛石的應用。
這一研究表明，在特定條件下微納尺度的金剛石單晶具有一定的彈性和塑性，拓展了我們對金剛石機械性能的認識，同時意味著未來我們有可能將金剛石運用到柔性光電子器件、生物傳感器和納米機械操縱器等領域。
正如望遠鏡的發(fā)明一樣，顯微鏡的發(fā)明也充滿了偶然性，但其為人類社會帶來的科技進步卻數(shù)不勝數(shù)。從16世紀末荷蘭一位名叫詹森的眼鏡商制作出首臺復式顯微鏡開始，經(jīng)過了幾個世紀的發(fā)展，顯微鏡的分類和應用范圍都得到了巨大的擴展，偏光顯微鏡、熒光顯微鏡、透射電子顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、干涉差顯微鏡等相繼面世，這些原理各異、功能優(yōu)越的顯微鏡為人類科學的發(fā)展做出了重要貢獻。
現(xiàn)如今，顯微鏡的發(fā)展已不拘泥于光學領域，伴隨著現(xiàn)代光電子技術和計算機的快速發(fā)展，顯微測量技術在食品農業(yè)、醫(yī)藥學、生物學、天文物理、材料化工、冶金、航空航天等領域的作用和意義也正逐漸顯現(xiàn)出來。總之，電鏡技術的應用與發(fā)展沒有盡頭，未來還有更多的新知識和方法等待著人們去探究。
(資料來源：科學網(wǎng)、百度百科)
編輯點評：顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器，是人類進入原子時代的標志。顯微鏡主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的，它把一個全新的世界展現(xiàn)在人類的視野里，幫助人們看到數(shù)以百計的“新的”微小動物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內部構造。相信在顯微鏡的幫助下，人們在科學研究水平能更上一層樓。
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