科学家打造出世界上最小纳米晶格结构

卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的科学家们已经打造出了“世界上最小”的小格子，其支柱和支撑的长度小于10微米，直径为小于200纳米（0.2微米）。这一三维晶格结构的总大小不足10微米，但强度却远胜于大多数固体。KIT团队称，这一晶格达成了新一阶的材料密度比（自然界中尚未发现的人造材料属性），大小也不到对比材料的1/5。

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在显微镜下可见的“最小晶格”，其每根“支架”的直径仅0.2微米。其材质为玻璃碳（glassy carbon），属于纯碳的一种形式，且同时拥有玻璃、陶瓷和石墨烯的性质。

晶格的生产始于3D光刻，在计算机控制的激光照射下，光刻胶的结构硬化。这种工艺限于生产长度5到10微米、直径1微米的材料，所以团队进一步把晶格玻璃化和进一步缩小。

其声称首次将热解（pyrolysis）用于生产微观结构晶格，该工艺涉及将材料暴露在缺氧的高温环境中。在本例中，晶格被放置在一个真空炉中、温度大约为900℃（1652℉）。

如此一来，化学键会重新定位自身，除了碳以外的元素都被从该晶格中剔除。无序碳（unordered carbon）以玻璃碳（glassy carbon）的形式被留了下来，形成了缩小的晶格结构。
在后续测试中，研究人员发现这种晶格在压力下体现出了卓越的稳定性，研究合著者、Oliver Kraft教授说到：

结果表明，这种晶格的承载力非常接近于理论极限，并且远高于非结构化的玻璃碳。钻石是唯一比它拥有更高稳定特性的固体。

团队认为这种材料可在电极、过滤等化工领域，以及通讯领域的光学部件上得到潜在的应用。

这项研究的第一作者为“Dr.-Ing. Jens Bauer”，此前他曾参与过KIT的其它研究，比如打造出了一个密度比水小、但强度不逊于钢的微结构框架。

详细介绍Bauer和KIT团队最新工作成果的研究报告，已经发表在了近期出版的《自然材料》（Nature Material）期刊上。

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