子高度的“IBM”的结构!
而华夏科学院的科学家们也利用纳米技术,在石墨的表面通过搬迁碳原子的绘制出世界上最小的华夏地图,只有不到10纳米的大小。
而此后科学家们对于移动各种原子摆出各种图案乐此不彼,硅原子、硫原子、铁原子,一氧化碳分子、铁基分子……
从这里我们就可以知道,科学家们目前能够实现的就是稍微的移动一些原子,在物体的表面摆出各种图案,并不能真正意义的上对原子结构进行立体的打造和构建,同时更没办法大规模的、快速的去在原子角度打造新材料。
但是即便是这样,只能很简单的移动一些原子,在表面进行一些原子排列的构造,科学家们也制造出了如今各种纷繁复杂的纳米材料,在铜的表面对铜原子的结构进行人为的排列,也能让铜的强度增加5倍。
我们都知道金刚石也就是钻石和石墨、焦炭,他们构成的原子其实都是一样的,那就是碳原子,但是这些材料的性质却相差的天差地远,单单就硬度而言,金刚石是自然界最硬的材料,而石墨和焦炭的硬度就非常低了。
而造成这种差异的原因就是碳原子的结构,金刚石的原子结构每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以金刚石硬度大,熔点极高;又因为所有的价电子都被限制在共价键区域,没有自由电子,所以金刚石不导电。
在石墨结构中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环,伸展成片层结构。
这里C-C键的键长皆为142pm,这正好属于原子晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是原子晶体。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们相互重叠。电子比较自由,相当于金属中的自由电子,所以石墨能导热和导电,这正是金属晶体特征。
简单通俗易懂的来说就是金刚石的碳原子结构是立体的,所有的碳原子互相直接构成正四面体,是立体形式的结构。
石墨的结构是碳原子在同一平面上形成正6边形的环,形成片层的结构,也就是一层层的碳原子,但层与层之间的碳原子之间是没有连接的,这是平面式的结构。
一个立体正四面体结构,一个平面正六边形结构,造成了金刚石和石墨两者之间的材料性质天差地远,其价值也是云泥之别,金刚石的售价是按克拉来计算,石墨的价格是按吨来计算,价值相差何止亿万倍!
帝国想要研究出用于曲速引擎使用的材料,就是要从原子立体的角度去构建材料,化腐朽为神奇,比如将铁的
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