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1、碳炔

碳炔是碳原子聚集在一起形成的鏈，這些碳原子通過雙鍵或者交替的單鍵和三鍵連接在一起。碳炔被認為是世界上最強韌的材料，強度比鋼高200多倍，超過鉆石40倍，是石墨烯抗拉強度的2倍。碳炔在未來超高強度設(shè)備的發(fā)展中將有很重要的用途。
碳炔具有無與倫比的強度，需要施加10納米牛（nanoNewtons）的外力才能破壞其單鏈結(jié)構(gòu) 。如果轉(zhuǎn)化為強度，可達6.0~7.5×107牛頓米/千克，超過了石墨烯的4.7~5.5×107牛頓米每/千克，碳納米管的4.3~5.0×107牛頓米/千克和金剛石的2.5~6.5×107牛頓米/千克。
碳炔還有一些有趣的性能。其柔韌性與聚合物和雙鏈DNA相似。當發(fā)生扭曲時，其整個結(jié)構(gòu)可以自由旋轉(zhuǎn)，強度取決于末端化學組的牢固程度。而最有趣的或許是其穩(wěn)定性，新研究發(fā)現(xiàn)當兩組碳炔鏈接觸時的確會發(fā)生反應(yīng)，但存在一個激活屏障，能夠很容易防止這種情況的發(fā)生。
2、鉻

鉻(Chromium)，化學符號Cr，單質(zhì)為鋼灰色金屬。元素名來自于希臘文，原意為“顏色”，因為鉻的化合物都有顏色。1797年法國化學家沃克蘭 (L.N.Vauquelin)在西伯利亞紅鉛礦（鉻鉛礦）中發(fā)現(xiàn)一種新礦物，次年用碳還原得到。鉻在地殼中的含量為0.01%，居第17位。自然界不存在游離狀態(tài)的鉻，主要存在于鉻鉛礦中。在元素周期表中屬 ⅥB族，鉻的原子序數(shù)24，原子量51.9961，體心立方晶體，常見化合價為+2、+3和+6 。氧化數(shù)為6, 5, 4, 3, 2, 1, ?1, ?2, ?4，是硬度最大的金屬。鉻是銀白色有光澤的金屬，純鉻有延展性，含雜質(zhì)的鉻硬而脆。密度7.20g/cm3 ?？扇苡趶妷A溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性，在空氣中，即便是在赤熱的狀態(tài)下，氧化也很慢。不溶于水，鍍在金屬上可起保護作用。
3、金剛石

金剛石俗稱“金剛鉆” 。也就是我們常說的鉆石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì) 。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。也是貴重寶石。摩氏硬度10，新摩氏硬度15，顯微硬度10000kg/mm2，顯微硬度比石英高1000倍，比剛玉高150倍。金剛石硬度具有方向性，八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度，菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。
依照摩氏硬度標準(Mohs hardness scale)共分10級，鉆石(金剛石)為最高級第10級；如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6 。
【世界上最硬的物質(zhì)是碳嗎？附硬物質(zhì)排名一覽表】由于硬度最高,金剛石的切削和加工必須使用鉆石粉或激光(比如532nm或者1064nm波長激光)來進行。金剛石的密度為3.52g/cm，折射率為2.417(在500納米光波下)，色散率為0.044 。