模拟结果显示,这3种结构的硬度虽然都未超过钻石,但它们的密度却分别比钻石高出1.1%到3.2%,而更高的密度则意味着更好的导电性能和更优异的色散性和折射率,这将使其比钻石更加光彩夺目。

  研究人员通过计算发现,3种材料的带隙从3.0伏特到7.3伏特各不相同。带隙是半导体或绝缘体的价带顶端至传导带底端的能量差距,是材料电子结构的一项重要特征。其中tP12具有目前碳同素异形体中最大的带隙,电流在上面运行时将几乎毫无阻力,这使其有望成为超导体和新型电子工程材料的有力候选人。

  其他有趣的特性包括超低压缩性。当受到压力时,新结构耐压性能比目前绝大多数材料都要好,甚至比目前的纪录保持者钻石还要稍胜一筹。

  研究人员称,在合成上目前虽然还没有什么明确的路径,但在高温高压下对石墨或无定形碳(碳同素异形体的一大类,没有特定的原子晶体结构)进行挤压或许能得到一小部分这种新材料。

  欧甘纳夫说,碳在结构上的变化使其在物理上具有无穷无尽的应用价值,如果这些预测的材料得以成功合成,将是材料学的一大突破,也将为计算机等领域带来新的变革。