世界上什么最硬物质（宇宙中真正最坚硬物质是什么）

什么是宇宙中最坚硬的东西？一些人可能会提到他们大二年级失利的学科，或者让扁平地球论者承认现实。正如在本系列中的许多问题一样，有人可能会说是钻石，但是在我们的记忆力中的答案可能并不像你想的那样简单。

许多世纪以来，钻石一直是硬度的代名词，甚至是硬度的定义。但现在，有人认为它们已经被超越，但事情并不简单。1812年，弗里德里希·莫斯（Friedrich Mohs）希望创建一个物质硬度的标尺。然而，莫斯缺少一种衡量物质在压力下变形程度的方法，所以他以滑石作为起点，将其定义为1。他将钻石, 他所知道的最坚硬的矿物，定为10, 而将其他物质在两者之间进行中介。硬度是根据一种物质在另一种物质上产生可见划痕的能力进行评估的，如通过著名但不可靠的检测一种声称是宝石的真伪，看它能否划伤玻璃。莫斯硬度标尺存在一些问题，包括他分配给中介物质的值并不是线性的。然而, 它今天仍在某些情况下使用。野外地质学家在没有测试设备的情况下识别未知岩石时发现这个标尺有用。由于莫斯标尺的弱点, 人们引入了其他更有数值严谨的硬度测量标准。例如, 维克斯硬度标尺测量物质在不变形的情况下可以抵抗的负荷。然而， 最初，不论使用哪种标尺，钻石一直是最坚硬的物质。的确, 人们通过对物质建立金字塔形钻石的极大压力, 进行维克斯硬度测试。由于钻石中没有其他宝石的杂质，其四个碳键难以被打败，因此人们普遍认为没有什么东西可以比它更坚硬。但这也被认为是一种过于简化的观点，因为不同类别的钻石的硬度不同。最硬的钻石，被归类为IIa型，几乎没有杂质。尽管IIa型钻石只占矿物中的1-2%，但它们包括世界上许多最着名的宝石。绝大多数设计成最坚硬材料的合成钻石也都是IIa型。

人们很少会胜利，所以对于在火山中产生的微米级wurtzite氮化硼（wBN）晶体的模拟显示，也有可能超越钻石的硬度。模拟并不总是符合现实, 而且天然wBN微颗粒太小，以至于无法直接进行测试。就此展开了一系列关于是否这种原子组合实际上可能超越了原始硬度的争论。当化学家在2009年能够生产大量的wBN时，他们发现其在维克斯硬度标尺上并不比钻石更坚硬，但并不是每个人都同意这一观点。另一种宣称比钻石更坚硬的自然物质是龙斯代尔石，但这也存在争议。与钻石一样，龙斯代尔石由碳组成，但其排列为六角形，而不是立方形。蜜蜂为什么会用六边形搭建蜂巢？因为它是一种非常坚固的形状。理论上，龙斯代尔石的硬度应比钻石高出58%。然而，龙斯代尔石仅在小行星撞击地球时才会在自然条件下形成。而从被压缩成龙斯代尔石的小行星中提取的碳是绝对纯净的，其他元素的痕迹会削弱龙斯代尔石的坚硬程度。因此，虽然理论上可能有一些自然生成的龙斯代尔石比钻石更坚硬，但没有人找到过。现在让我们来看看实验室：2004年，石墨烯的诞生。虽然早在此之前就已经生产了石墨烯，但科学家对其的性质并不了解。

石墨烯与龙斯代尔石有类似之处，都是由具有六角结构的碳构成，但由于其人造的特性，它可以避免纯度问题。然而，石墨烯存在，只有一层原子厚的薄片。石墨烯是如此一种神奇的材料，它的发明者因其发现而获得了2010年诺贝尔物理学奖。它不仅是理论上比钻石更坚硬。另一方面对于在事实上是一种二维材料而言，把石墨烯的坚硬度作为标准值，具有合理性。

还有其他一些合成材料例如迪尼玛（Dyneema）和碳纳米管片纸（Buckypaper）也声称具有比钻石更高的硬度。不幸的是，这些材料现在数量太少，不能够实际的应用维克斯硬度标尺并且发布它们的硬度排名。

人们为探索超硬材料的实际原因是使钻石在许多需要切割或抛光硬物质的工业应用中更加迅速实现目标。如果生产大量的更坚硬的材料，可能会具有巨大的价值。然而，迄今为止，没有符合这一要求的材料，因此钻石仍然是机械师最好的朋友。