碳元素的豐度值在宇宙中排名第四，并且以多種形式存在，稱為碳的同素異形體。碳的同素異形體包括金剛石和石墨。最近，由卡內(nèi)基地球物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們所組成的一支科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種新型的超硬碳，這種碳能夠承受極大的壓應(yīng)力，這種壓力以前只有金剛石能夠承受。這個突破性的發(fā)現(xiàn)將刊登在《物理評論通訊》上。

該團(tuán)隊(duì)由斯坦福大學(xué)的溫迪教授(Wendy L.Mao)和她的研究生于林(Yu Lin)所率領(lǐng)。該實(shí)驗(yàn)用一種叫做玻璃碳的物質(zhì)來作實(shí)驗(yàn)原料，該物質(zhì)于上世紀(jì)50年代初首次合成成功，且綜合了玻璃和陶器的優(yōu)良特性與石墨的優(yōu)點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)通過給玻璃碳施加超過400 000倍的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，從而“制造出”這種新的碳同素異形體。

據(jù)測定，這種新型碳的某一個方向能夠承受130萬倍的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，而其它方向則能夠承受60萬倍的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。除了金剛石以外，目前還沒有發(fā)現(xiàn)其它物質(zhì)能承受如此強(qiáng)度的壓應(yīng)力，這表明這種新的碳同素異形體具備超乎想象的硬度值。

然而，與金剛石和其它的晶體碳所不同的是，這種新型碳的結(jié)構(gòu)并不是重復(fù)的原子單位。它是一種非晶體物質(zhì)，因而它的結(jié)構(gòu)不具備晶體的晶格特征。如果這種非晶體超硬碳同素異形體的硬度是各向同性的，那么與金剛石相比它就具有一個潛在優(yōu)點(diǎn)，即在各個方向上該物質(zhì)的硬度都一樣大。相比較而言，金剛石的硬度在很大程度上是由晶體定位的方向決定的。

卡內(nèi)基地球物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主任拉塞爾·赫姆利(Russell Hemley)認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)使得包括開發(fā)超硬鐵砧以用于高壓研究在內(nèi)的潛在應(yīng)用成為可能，并且有利于開發(fā)出新一代的超密超強(qiáng)材料。