我們想讓你知道的是
新的研究發現，這種世上最堅硬的物質之一在奈米尺度下，竟然會展現可彎折的韌性。
作者：Michael Lucy
編譯：林祉均
「鑽石恆久遠，一顆永流傳」。一講到鑽石就會聯想到它剛硬穩定的特性。但新的研究發現，這種世上最堅硬的物質之一在奈米尺度下，竟然會展現可彎折的韌性。由南洋理工大學的Subra Suresh等人領導的國際研究團隊，日前在《科學》期刊上發表了他們最新的發現：由鑽石結晶組成的奈米細針，可以在斷裂前彎折達9％。
鑽石是由碳原子以立體四方晶格堆積而成。碳原子兩兩之間的強韌鍵結讓鑽石不易受到外力破壞，也不易發生化學反應。這種穩定的材料特性讓它受到生物科技的青睞，因為它不會在體內發生不必要的複雜反應；除此之外，鑽石也能像矽一樣在電路中扮演半導體的角色，或是在特殊處理過後用來測量磁場或溫度的變化，甚至還能感測像是自旋密度這種較為奇異的量子性質。
如此豐富的性質和產業應用，讓有關鑽石的各種技術成為重要的研究領域。而鑽石在奈米尺度下的基本材料性質，自然也是世界各地的研究者所熱衷的主題；但是要測量奈米鑽石的韌性絕非易事。首先遇到的第一個問題就是：要如何製作出奈米尺度的鑽石晶體？
洗澡時的熱蒸氣會在玻璃窗上凝結出一層薄薄的水。同樣的，研究團隊用有機溶劑蒸氣在矽材料的表面上凝結出一層鑽石，再刮去大部分的鑽石薄膜，只留下一層針狀的鑽石結晶；每根細針長度約數百奈米，底部約100奈米寬。
有了這些鑽石細針，便可以來測量它的韌性。不過要直接拉扯鑽石結晶十分困難，所以研究團隊想到了一個聰明的替代方案：讓鑽石細針彎折。彎折的內側會被壓縮，外側則會被伸展，因此只要測量細針彎折的程度，就能得知它耐拉扯的韌性如何。研究團隊用一個較粗的探針給這些奈米鑽石針施加壓力，紀錄施力大小的同時，用電子顯微鏡觀察鑽石針的變形情況。最後再跟電腦模擬的理論模型做比較。
實驗結果發現鑽石細針最多可以被彎折達百分之九，和理論計算計算結果十分符合。如此的彎折程度對應到的材料抗拉強度有900億帕斯卡，是不鏽鋼的100倍。研究團隊表示，如此高的強度要歸功於高純度的鑽石和平滑的針狀結晶。沒有雜質的整齊結晶，就代表結晶裡沒有瑕疵或結構缺陷能引發斷裂。
這種堅韌的奈米鑽石材料能在許多產業應用中擔任重要的角色，不僅比以往更耐用，也更符合經濟效益。像是用鑽石細針來注射藥物進入細胞；或是把氮原子摻入鑽石結晶中，用來當作微小的量子感測器。除此之外，這項技術蘊含另一個重要的效應：在彎折鑽石的過程中，碳原子之間的距離會被伸縮，而碳原子周圍的電子能量也在不斷改變。這表示奈米鑽石的光學和電學特性可能有重大的變革即將來臨。
奈米鑽石的韌性其實並不那麼出人意料。澳洲墨爾本大學的Steven Prawer在2012的研究就顯示在鑽石內部做出一個石墨泡泡會導致表面顯著的隆起。Prawer表示：「類似的現象我們之前便看過，不過這次實驗仍是一個非常漂亮的展示。」研究領導人Suresh則說：「我們所發現的是一個更普遍的物理現象」，也就是說這種韌性是奈米尺寸的微小結構時常展現的尺度效應。
儘管已經是老生常談，不過這次實驗結果又再次提醒我們奈米世界是多麼不同。就連堅硬無比的鑽石結晶也是如此。
本文感謝Cosmos授權物理雙月刊進行中文翻譯並刊登於物理雙月刊網站及雜誌。原文作者：Michael Lucy，編譯者：林祉均，原文刊登於此
責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航
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中底科技BOOST再創新：一圖看懂adidas Ultraboost Light史上最輕盈腳感
我們想讓你知道的是
BOOST科技邁入十周年，adidas推出Ultraboost系列優勢大成之作──Ultraboost Light，以史上最輕的腳感為靈感，傳遞極致（ULTRA）舒適的理念，提供能量回饋的舒適感受。
在口罩禁令正式放寬的後疫情時代，對於喜歡運動的人而言，一雙舒適美觀的運動鞋絕對是生活中的必備單品。不過，想要找到一雙簡約、有型又兼具功能性的運動跑鞋，卻沒有想像中容易。巧的是，近期adidas為慶祝BOOST科技邁入十周年，推出一雙無論外觀還是性能都堪稱年度經典的鞋款──Ultraboost Light。
十年淬鍊，成就史上最輕盈腳感
進入正題之前，我們不能忽略adidas獨創的BOOST科技，這個為全球運動跑鞋中底帶來的巨大影響，以及經典跑鞋系列「Ultraboost」一次又一次迭代的蛻變過程。
十年前，adidas以發泡微球與TPU材料合成的創新技術，開發出一顆顆外型近似爆米香的科技材質「BOOST」；經由特殊熱壓技術處理後，一顆顆橢圓討喜的BOOST聚合成特殊的能量膠囊的中底材質，當足部一觸地，數百顆BOOST能量膠囊立即引爆能量， 賦予了跑鞋前所未見的回彈腳感。
- 2013年，首款Boost科技跑鞋「Energy Boost」問世。革命性的科技材質「BOOST」一推出，連帶影響了整體製鞋產業製作工藝的轉變，讓這「能量膠囊」材質在極短的時間內掀起中底革命。
- 2015年，adidas引入Primeknit針織鞋面技術，打造出流線型跑鞋外觀；其中以Ultraboost OG／Ultraboost Triple White為代表，簡約百搭的前衛外型也在當時掀起一波跑鞋熱潮，更有好萊塢大明星愛穿加持。
- 2016年，Ultraboost首次結合「Continental ™馬牌橡膠大底」，搭配鞋領編織技術的更新，讓Ultraboost倚靠著「抓地力」、「耐磨性」及穿戴時的「完整包覆性」再次攀上跑鞋顛峰。
- 2019年，「Primeknit 360度針織鞋面」及「Torsion Spring創新抗扭轉系統」兩大創新技術賦予跑者更完整的包覆與支撐，讓Ultraboost再次迎來足部腳感的全方位進化。
- 2021年，BOOST技術又迎來巨大突破，中底顆粒含量增幅26%，結合最新L.E.P.抗扭轉系統給予使用者超勁感受，又一次顛覆了跑者對彈性能量的想像。
中底科技boost再創新：永續減碳更環保、輕量30%更舒適
歷經十年淬鍊，adidas始終站在時代尖端創造又突破，一步一步推進跑鞋科技的歷史足跡，成就無數年度潮流經典──2023年Ultraboost革命進化，史上最輕、最環保的Ultraboost Light問世。
要被譽為潮流經典跑鞋，俐落百搭的外觀、舒適耐穿的實用性缺一不可。首先，觀察成鞋的基礎科技及數據表現：Ultraboost Light使用了比過去BOOST顆粒輕量30%的「Light BOOST」顆粒製成跑鞋中底，不只將鞋全重降低近10%（尺寸UK8.5 Ultraboost 22-333g；Ultraboost Light 299g），回彈性能也增加4%，並較前代減少整整10%的碳足跡。這些數字不只意味著BOOST科技再上一層樓，更體現了adidas的品牌永續價值，為Ultraboost Light的「Light」賦予了低碳永續的特殊意義。
接著回到大家最關心的舒適度與實用性。這次adidas特意針對過去Ultraboost系列跑鞋的缺點進行優化，鞋面選擇延展性佳、透氣的Primeknit+針織網布，加強編織結構的支撐性、提升鞋面彈性，讓跑步時腳部能夠伸展，如襪子般易穿脫而不壓腳背；而Ultraboost系列一貫使用的Continental™馬牌輪胎大底也依然保留，但特別的是，adidas這次透過左右豆莢式的排列，提供多方向抓地性、減輕穿著負擔；L.E.P抗扭系統也全面更新，從X型換成U型片，提供鞋身更好的穩定度及回彈性能。
最後，我們來看看它的外觀及配色。這次的Ultraboost Light鞋身承繼過去幾代Ultraboost白底的簡約風格，配上鮮明的橘紅色及淡藍色兩色線條點綴，搭著側面顯眼的三條黑線，整體外觀十分出色，搭配日常穿搭也非常適合。由船隻圓潤身形發想設計的中底線條也加強整體鞋身的協調感，強調出單品的存在感與圓融百搭的特質。
一代經典Ultraboost Light，年度必備的風格單品
adidas推出的「Ultraboost Light」跑鞋新經典，它完美傳承BOOST科技極輕超彈的材質特色，又以船隻圓潤的幾何形狀設計，實現輕巧舒適的穿戴感受。無論外觀還是性能，Ultraboost Light絕對可以說是難得一遇的複合性單品，不管你是追求舒適腳感的運動愛好者、還是尋找蒐藏價值與穿搭單品的典藏主義者，都能在上腳後獲得最大的滿足。
