石头可以被掰弯？最新发现或将重新定义晶体

最新的研究发现，晶体可以被掰弯，人们还能给它打个结。这对现有的有关晶体结构的理论是一个严重的冲击，甚至说可以重新定义晶体了。

教科书中认识的晶体是一种易碎的非弹性物质，如果硬去掰一个晶体结构的石盐或石英，它们不会变形，而是会直接断开。然而这项研究发现，改变制作流程能做出弹性形变的晶体。正是由于这项研究，一系列可利用于电子科技工业的新材料有可能被发现，甚至说改变这一领域的历史。

之前的研究中，科学家们创造了宏观状态下能弯曲的晶体，而这次的实验是首次在原子层面进行的。这项研究的领队之一，来自澳大利亚昆士兰科技大学的 John McMurtrie 表示：“晶体通常成粒状，硬度大韧性差，强行弯曲或击打会使其断裂。尽管之前的研究中，我们发现过某些晶体可以弯曲，但这是我们第一次细致研究它的原理。在这次研究中我们发现晶体并不只有硬度大的特点，它还有像尼龙一样的韧性。”

晶体易断裂的原因在于，其内部的分子在空间按一定规律周期重复地排列。这就意味着不管从哪个方向上看去，晶体的结构都是一样的。这是晶体硬度大的主要原因，也是为什么它被广泛应用于各个科技领域，在手机电脑里都有它的身影。可是由于它韧性差易断裂，在软电子和光学设备等新兴科技的应用中并不被看好。

最新的研究能让晶体生长至 5cm 鱼线宽的细丝，这样的晶体能被多次弯折并还原。更重要的是，晶体原有的性质并没有被改变，也就是说，软晶体依旧可以被利用于现在的科技当中。

研究者们在 The Conversation 上说：“软晶体已经突破了传统意义上对材料硬性软性的限制，它可以被视为一种全新的材料。”

研究者用一种常见的金属化合物乙酰丙酮铜制造了软晶体。乙酰丙酮铜出现在十九世纪后期，将它应用于改变晶体中分子排列上给了它新的价值。

通过澳大利亚同步加速器产生的 X 光，研究者们可以观察到晶体弯曲时内部分子结构的变化。他们发现晶体中单个分子通过反向转动使其弯曲，实现晶体的弹性形变。

昆士兰大学的研究者 Jack Clegg 解释说，“晶体受到外界的压力时，其中的分子反向旋转并重新组合，这一过程提供了材料弹性形变所需要的收缩和扩张力，并且能是晶体的结构保持原状”。

一旦研究者们知晓分子是如何反向旋转的，他们进而可以将六种通过其他金属化合物形成的晶体改造成软晶体。研究者 McMurtrie 说：“我们从这项研究中得知，已知的百万种晶体中，它们的性质还有很大一部分是不被人不了解的，等待着人们去发掘。弯折晶体能改变它的光学性能和磁性，我们下一步的研究目标就是发掘改变性质的晶体能应用于哪种新科技中。”

了解软晶体内部构造后，研究者们需要弄清楚这是否是传统意义上的晶体，还是说说我们是否发现了一种新材料。Clegg 和 McMurtrie 在报告中指出：“如果弯折的过程使晶体内部结构不再对称，严格来说，它就不是我们所定义的晶体了。”

这项研究对科技发展来说有着更大的意义。Clegg 表示，“软晶体能用来制造混合材料，可以有大量的应用领域。飞机和航天飞船的零部件，汽车部件，压力传感器以及电子设备中都可以看见它们的身影”。

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编辑：郝芳源    校审：杜雪

参考：http://www.sciencealert.com/researchers-just-proved-crystals-can-bend-flipping-our-current-understanding-of-chemistry-on-its-head

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