燕大学者提出预测材料硬度的微观理论

　　由于六方氮化硼的热稳定性和化学惰性都优于石墨，同时，硼-碳键的键长与碳-碳键的键长十分接近，科学家们推测：六方氮化硼有可能成为硬度与金刚石相当的性能更加优异的新型超硬材料。1957年，美国通用电器公司的科学家Wentorf利用六方氮化硼成功地合成出了“立方氮化硼”。它的热稳定性和化学惰性的确明显优于金刚石，但是人们发现，它的硬度只有66GPa，相当于金刚石硬度(95GPa)的三分之二，这完全出乎了科学家的预想，但“立方氮化硼”的人工合成仍被科学家称为人类合成超硬材料的第二个具有里程碑意义的重要成果。

　　在随后的几十年中，全球的材料科学家始终没有放弃过寻找新型超硬材料的努力。进入21世纪以后，2001年，乌克兰科学家Solozhanko合成出了第三个超硬材料立方BC2N，硬度达到76GPa;2002年，美国一个研究小组的贺瑞威博士又合成出了一种超硬材料B6O，其硬度为45GPa。这些新成果使全球的材料科学家寻找新型超硬材料的热情又达到了新的高潮。

　　然而，在寻找新的超硬材料的艰难跋涉中，科学家对硬度这个常用的宏观物理量的微观本质一直缺乏深刻的认识，只知道硬度这种常用的物理量的宏观本质，但始终没有在微观的尺度上找到适当的对应，因此没有一个比较基础的理论能够告诉材料科学家哪一种原子排列方式可以造成比较大的硬度。也就是说，一直没有一个统一的理论能够预测超硬材料的硬度。所以，在探求新型超硬材料的具体科学实践中，科学家们只能用各种间接的方法来预测新型超硬材料，虽然也取得了一定的进展，却无法在合成前准确地测出材料的硬度，只能在合成后测量硬度。这种方法需耗费大量的人力、物力和财力。科学家们将这种方法比喻为“炒菜法”，即一道菜只有在炒出来后才能知道它的色、香、味的具体情况。

　　早在1934年，英国科学家O·Neill在他的一本专著中曾无奈地写道：“硬度就像大海的暴风度一样，容易理解，但不容易度量。”美国物理学家Teter在1998年的一篇综合评述中也发出了“硬度不仅仅是难以度量的，而且难以定义”这样的慨叹。