科學家們發明了一種製造超強玻璃的新方法。這種工藝在極高的溫度和壓力下將普通氧化玻璃與硅酸鋁混合。這種材料被一些出版物稱為”有史以來最堅固的玻璃”，但它真的是這樣嗎？

德國拜羅伊特大學（University of Bayreuth）的材料科學家研製出了一種玻璃，其強度是大猩猩玻璃的兩倍多。康寧的大猩猩玻璃Victus 是該公司迄今為止設計出的最堅硬的材料，斷裂韌性為0.76 兆帕斯卡（MPa）。拜羅伊特研究（發表於本月的《自然-材料》雜誌）中生產的玻璃強度為1.99 兆帕。研究人員聲稱它超過了”任何其他已報導的塊狀氧化物玻璃”，這促使Extreme Tech 發布了聳人聽聞的標題：”科學家利用極端的熱量和壓力製造出史上最強的玻璃”。但這是有史以來最強的玻璃嗎？

這個標題讓我想到了2016 年，人們為《星際迷航》預言發現透明鋁而瘋狂的時候。你可能還記得《星際迷航4： 回家之旅》（The Voyage Home）中，斯科蒂（Scotty）和彭斯（Bones）說服一位高分子工程師為他們提供材料，建造一個可以容納鯨魚的水箱，以換取透明鋁的配方（下圖）。這在當時是一個聳人聽聞的故事，但很快就被人們揭穿了，他們指出，氮化鋁（AlON）的研發專利最早可以追溯到1978 年，比電影上映還要早八年。一些首批商業樣品是在1984 年製作的，比電影上映還早兩年。當然，隨之而來的是多年的研究進展，2016 年牛津大學在製造工藝上發現的一項突破導致了廣泛報導的誤解。拜羅伊特大學的材料與AlON 有微妙的不同，但並不更強。AlON 是通過將鋁、氧和氮原子融合到透明陶瓷中製造而成的。鋁矽酸鹽玻璃將標準氧化物玻璃與硅、鋁、硼和氧（鋁矽酸鹽）混合在一起。化學上的主要區別在於用硼代替了氮。AlON 的製造工藝包括將氧化鋁粉末與炭黑混合，然後在富氮氣氛中加熱到約1,650-1,850 攝氏度。拜羅伊特的研究人員將氧化玻璃與硅酸鋁混合，在10-15千兆帕（GPa）的壓力下加熱到1000攝氏度。這兩種工藝都能產生非常堅硬的準結晶結構（下圖）。普通無定形玻璃（左）與準結晶玻璃（右）。淺色區域更加有序，增加了強度。圖片來源：拜羅伊特大學拜羅伊特工藝生產的玻璃的斷裂強度為1.99 兆帕+/- 0.06 兆帕，僅略高於或低於SlON（2.0 兆帕）。因此，就所有意圖和目的而言，這種新型玻璃的強度與當前形式的AlON 相同。遺憾的是，在強度方面，它甚至不能並列第一。今年早些時候，中國科學家合成了一種硬度足以劃傷鑽石的玻璃。這種無定形材料暫時被命名為AM-III，在維氏硬度測試中被評為113 GPa。作為參考，許多天然鑽石的硬度在70-100 GPa 之間。然而，最堅硬的寶石可以達到150 GPa。這種玻璃是通過非常緩慢地加熱和壓縮富勒烯，使其在12 小時內達到25 GPa 的壓力和1200 攝氏度的溫度而製成的。所有這些物質都有不同程度的差異，但它們都被貼上了”玻璃”的標籤。雖然並不足以認為Extreme Tech 在標題上有任何虛偽之處。但它只是被炒作了一把，就像我們在該領域過去的進步中所看到的那樣。該研究稱矽酸鋁玻璃比其他任何塊狀氧化物玻璃都更堅固，這一說法是正確的，但必須加上”塊狀氧化物”這一限定條件。鋁氧化物玻璃和富勒烯玻璃都可以做出同樣的宣稱，而後者是目前最強的。