凝聚态物理condensedmatter-干冰形成的超硬玻璃.doc

凝聚态物理 condensed matter-干冰形成的超硬玻璃科学家们发现了一种固态二氧化碳的新形式通过在普通固态二氧化碳上施加极大压力制造出来的这种新物质就像一种原子尺度上的玻璃被称作无定形碳的这种物质对于我们理解气态巨行星的内部很重要，因为在那些行星内部二氧化碳被施加了很大的压力这种物质还可以用来制造极硬的玻璃因为它就像钻石一样非常坚硬（Nature 441 857）和元素周期表里其他四族元素不同，在室温时碳和氧的反应形成了气态的二氧化碳相反，其他四族元素和氧则构成了固体比如说硅形成了硅晶体（石英矿）以及无定形的硅玻璃（普通玻璃的主要成份），在其中硅和氧原子形成了一种无序的网状结构虽然二氧化碳也可以固化成“干冰”，但只有在低温以及极高的压力下才能实现而且干冰是一种分子晶体，在晶体里，是由二氧化碳分子而不是单独的碳原子和氧原子构成了晶格由 Florence 大学和国家材料物理研究院的 Mario Santoro 和 Federico Gorelli 领导的小组首次能够制造无定形的二氧化碳，跟二氧化硅一样，在这种二氧化碳里碳原子和氧原子构成了一种连续而且无序的网状结构研究者们通过在普通的二氧化碳上施加 400,000 到 500,000 个大气压（ 40 到50 吉帕）制造出了新的无定形碳氧化合物（a-carbonia），红外拉曼光谱以及X 射线衍射确认了这种物质不再是由分立的分子而是由无序的网状结构构成的。

因为在像木星这样的气态巨行星的内部，二氧化碳承受了超过 40 吉帕的巨大压力，所以这种新物质也可能暗示了新的行星物理另外一个重要的可能是，这种碳物质和硅石的混合在原则上可以用来制造在室温下稳定的极硬的无定形新玻璃，”Santoro 补充道，“少量的这种新玻璃也许会有技术上的用途，比如说它满足微电子学中的涂覆材料所要求的硬度和电阻研究小组现在计划研究超过 80 吉帕下碳物质的行为来查明它是否会转化成一种碳配位数超过四的无定形物质，也就是说，每个碳原子跟多于四个的氧原子配位这种现象发生于无定形二氧化硅(a-SiO2)和无定形二氧化锗(a-GeO2)，而且这项研究有助于了解无定形碳氧化合物（a-carbonia）所属的网状结构材料形成的热力学基本原理Santoro 解释道。