從這里我們就可以知道,科學家們目前能夠實現的就是稍微的移動一些原子,在物體的表面擺出各種圖案,并不能真正意義的上對原子結構進行立體的打造和構建,同時更沒辦法大規模的、快速的去在原子角度打造新材料。
但是即便是這樣,只能很簡單的移動一些原子,在表面進行一些原子排列的構造,科學家們也制造出了如今各種紛繁復雜的納米材料,在銅的表面對銅原子的結構進行人為的排列,也能讓銅的強度增加5倍。
我們都知道金剛石也就是鉆石和石墨、焦炭,他們構成的原子其實都是一樣的,那就是碳原子,但是這些材料的性質卻相差的天差地遠,單單就硬度而言,金剛石是自然界最硬的材料,而石墨和焦炭的硬度就非常低了。
而造成這種差異的原因就是碳原子的結構,金剛石的原子結構每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵,構成正四面體。由于金剛石中的C-C鍵很強,所以金剛石硬度大,熔點極高;又因為所有的價電子都被限制在共價鍵區域,沒有自由電子,所以金剛石不導電。
在石墨結構中,同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵,每一個碳原子以三個共價鍵與另外三個原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六連連形的環,伸展成片層結構。
這里C-C鍵的鍵長皆為142pm,這正好屬于原子晶體的鍵長范圍,因此對于同一層來說,它是原子晶體。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道,它們相互重疊。電子比較自由,相當于金屬中的自由電子,所以石墨能導熱和導電,這正是金屬晶體特征。
簡單通俗易懂的來說就是金剛石的碳原子結構是立體的,所有的碳原子互相直接構成正四面體,是立體形式的結構。
石墨的結構是碳原子在同一平面上形成正6邊形的環,形成片層的結構,也就是一層層的碳原子,但層與層之間的碳原子之間是沒有連接的,這是平面式的結構。
一個立體正四面體結構,一個平面正六邊形結構,造成了金剛石和石墨兩者之間的材料性質天差地遠,其價值也是云泥之別,金剛石的售價是按克拉來計算,石墨的價格是按噸來計算,價值相差何止億萬倍!
帝國想要研究出用于曲速引擎使用的材料,就是要從原子立體的角度去構建材料,化腐朽為神奇,比如將鐵的原子角度也像金剛石一樣,變成正四面體的立體結構,那么會得出什么樣的材料?
“難啊!”
李復想到這里就忍不住皺起了眉毛,簡并態材料并非一般的材料,要從非常小的微觀角度去打造,傳統的材料合成、鍛造技術,無法就是高溫、高壓、低溫、捶打、合成等等方法,可是這些方法,帝國的科學家們早就已經研究到了極致,根本就不可能打造出簡并態材料。
“難道一定要用文明種子之中的方法?”
得到大漢科技帝國文明種子的李復自然是從文明種子之中知道很多種方法可以獲得簡并態材料,像大漢科技帝國這種超級文明,他們獲得簡并態材料、夸克材料的方法非常簡單,開采中子星和黑洞。
以帝國現在的科技,光是想一想都覺得有些天方夜譚,中子星的質量、黑洞的強大,根本就不是現在的科技所能夠征服的。