几乎与钻石一样坚硬的不易碎材料具有光致发光、压电和高能量密度的特性

据相关媒体报道，英国爱丁堡大学的研究人员领导的一个国际团队取得了突破性进展，他们合成了碳和氮的前体，制造出了比立方氮化硼（目前仅次于钻石的第二硬材料）更坚硬的碳氮化物。

爱丁堡大学的多米尼克·拉尼尔说：“在发现第一种新型氮化碳材料时，我们对研究人员在过去30年里梦寐以求的材料终于问世感到难以置信。这些材料为弥合高压材料合成与工业应用之间的差距提供了强大的動力”。

虽然科学家们早在20世纪80年代就认识到了碳氮化物的潜力，包括它们的高耐热性，但创造它们却是另一回事。事实上，直到现在，还没有对它们的合成进行过可信的研究。

研究人员在研究报告中指出，具有CN4四面体三维框架的碳氮化物是材料科学的一大愿望。

研究小组成员还包括来自德国拜罗伊特大学和瑞典林雪平大学的材料专家，他们通过将不同形式的碳氮前体置于70～135千兆帕（或大气压的一百万倍）的压力下，同时将其加热到1500摄氏度以上，实现了这一壮举。

然后，在法国的欧洲同步加速器研究设施、德国的德意志电子同步加速器和美国的先进光子源通过X射线束对原子排列进行了检测。

分析结果显示，合成的氮化碳化合物中有三种具有突破性超硬材料所需的结构。随后，科学家们惊喜地发现，这三种化合物在冷却并恢复到环境压力后，仍然保持了超硬的特性。

研究小组认为，这一突破为多种用途铺平了道路，包括车辆和航天器的保护涂层、功能强大的切割工具和光电探测器。

林雪平大学助理教授弗洛里安·特里贝尔说：“这些材料不仅在多功能性方面表现出色，而且表明可以从相当于地球内部数千公里的合成压力条件下恢复与技术相关的相位。我们坚信，这项合作研究将为该领域开辟新的可能性”。

虽然尚不清楚这种不可压缩的氮化碳化合物的功能范围，但研究人员还发现，这种化合物具有光致发光、压电和高能量密度的特性，能够以少量的质量储存大量的能量。

研究人员在研究报告中指出，物理性质研究表明这些强共价键材料具有超不可压缩性和超硬性，同时还具有高能量密度、压电和光致发光特性。新型碳氮化物在高压材料中是独一无二的，因为它们是在100Gpa以上的压力下产生的，可在空气中的环境条件下复原。

这项研究发表在《先进材料》杂志上。（综合整理报道）