荷兰代尔夫特理工大学的研究人员最近公布了一种非凡的新材料：非晶碳化硅（a-SiC），它有可能影响材料科学的世界。

据称，除了其卓越的强度，这种材料展示了在微芯片上隔离振动至关重要的机械性能。因此，非晶碳化硅特别适合制造超灵敏的微芯片传感器。最新研究成果已于近期发表在了《先进材料》（Advanced Materials）杂志上。

研究人员表示，潜在的应用范围是巨大的。从超灵敏的微芯片传感器和先进的太阳能电池，到开创性的太空探索和DNA测序技术。这种材料在强度和可扩展性方面的优势使它非常有前途。

项目牵头人、助理教授Richard Norte解释说：“可以把大多数材料想象成由排列成规则模式的原子组成，就像一个复杂的乐高塔。这些被称为‘晶体’材料，比如钻石。它有完美排列的碳原子，这就是它著名的硬度。”

而无定形材料类似于一组随机堆积的乐高积木，其中原子缺乏一致的排列。但与预期相反，这种随机性并不会导致脆弱性。事实上，非晶碳化硅就是从这种随机性中产生超常规强度的证明。

据悉，这种新材料的抗拉强度为10千兆帕斯卡（GPa）。为了理解这句话的意思，想象一下试图拉伸一段管道胶带，直到它断裂。Norte解释称，如果你想模拟相当于GPa的拉伸应力，你需要将大约10辆中型汽车端对端挂在这条胶带上才能拉断。

研究人员采用了一种创新的方法来测试这种材料的抗拉强度。传统的方法可能会由于材料的固定方式而导致不准确，他们转而采用微芯片技术。通过在硅衬底上生长非晶碳化硅薄膜并将其悬浮，他们利用纳米弦的几何形状来产生高张力。

通过制造许多这样的结构，增加拉伸力，研究人员仔细观察断裂点。这种基于微芯片的方法不仅确保了前所未有的精度，而且为未来的材料测试铺平了道路。

不过最终，使这种材料与众不同的是它的可扩展性。石墨烯是一种单层碳原子，以其令人印象深刻的强度而闻名，但大批量生产具有挑战性。钻石虽然非常坚硬，但不是在自然界中很罕见，就是合成成本很高。

但非晶碳化硅可以在晶片规模上生产。Norte总结道，“随着非晶碳化硅的出现，我们有望越过微芯片研究的门槛。”