作為地球上最堅硬的材料之一，鑽石成為了許多材料科學研究的基準，因為工程師們正努力打造出堅硬的新結構，以超越自然界中最好的材料。加州大學歐文分校（UCI）的一個團隊現在創造了一種奈米級的碳晶格，其強度密度比超過了鑽石。

UCI研究團隊開發的新設計被稱為奈米晶格。這些多孔結構由碳製成的支柱和支架組成（就像鑽石本身一樣），它們被排列成一個三維晶格，具有優異的強度-強度比。幾十年來，這些奈米晶格一直是基於使用圓柱形排列的桁架的設計。UCI的研究人員將他們的突破歸功於背離了這一傳統，而是用一系列的板子代替了它們。

"以前的基於梁的設計，雖然很有興趣，但在機械效能方面並不是那麼有效，"這項研究的作者、UCI機械和航空航天工程的研究員Jens Bauer說。"我們創造的這一類新的板式奈米晶格比最好的梁式奈米晶格要強得多，硬度也高得多。"

雖然這種型別的板式奈米晶格結構已經被理論上認為具有比其他設計更強的強度，但製造它們並不容易。UCI團隊表示，現在它透過採用一種新穎的方法成功地將其組裝起來，證明了這些理論是正確的。這涉及到了一種複雜的3D列印技術，將鐳射聚焦在紫外光敏感液體樹脂的液滴內。這將使樹脂變成一種固體聚合物，然後可以將其加工成薄至160奈米的微觀板。板上的小孔允許從成品中去除多餘的樹脂，然後在真空中加熱到900℃（1652°F）一小時後，樹脂會進行熱解。

根據該團隊的實驗，所得的碳奈米晶格比圓柱形梁式結構的平均強度提高了639%，平均剛度提高了522%。"UCI材料科學與工程教授Lorenzo Valdevit表示：“雖然這些結構的理論效能之前已經被預測到了，但我們是第一個透過實驗驗證它們的效能和預測的一樣好，同時也展示了一種前所未有的力學效能的架構材料。"

研究人員認為，像這樣的奈米晶狀體能夠真正發揮作用的領域之一是在航空航天領域，工程師們一直在尋找能夠提供巨大強度的低密度材料。

這項研究發表在《自然·通訊》雜誌上。

奈米級碳晶格比鑽石還硬。

法國的歐洲同步輻射實驗室對這種材料的結構和進行了研究。X射線分析顯示，ADNR的密度比鑽石還要高0.2%—0.4%，其耐高壓能力比所有已知材料更強。科學家說，普通鑽石的硬度來源於碳原子間非常強的原子鍵，而ADNR的硬度比鑽石還高是由於它透過而形成。

領導該試驗的Dubrovinskaia說：“看到我們的材料竟然可以將鑽石刮花，我們感到非常激動和高興。”她表示，這種材料具有非常廣的工業應用前景，由於它能夠，所以比鑽石更適合地下挖掘或打磨堅硬的材料，同時也很容易進行大規模生產。

擴充套件資料：

據科學家介紹，ADNR物質是目前世界上最硬的物質，而且它的這個名號在未來一段時間內無法被其他的物質奪走。

它的本質是奈米級的晶型鑽石，由於它如此特別的性質，因此它被廣泛地應用在工業切割上。科學家表示，如果對聚合鑽石奈米棒再進行加工的話，它能夠做到削鐵如泥。

ADNR的首次問世是在2003年，科學家利用同樣有著超高硬度的石墨烯來製作了它。從聚合鑽石奈米棒的結構來看，它是由石墨烯壓縮而成的。

當多層石墨烯壓縮成一塊超鑽石後，它的硬度自然不小。根據物理學上的定義，鑽石的彈性模量在442到446Gpa左右，而超鑽石能夠達到491Gpa。希望可以幫到你