帝国首都星皇宫后🃰花园，李复悠闲的喝着茶水，看着书本，脑海中思考着曲速引擎最核心、最难的一点——材料🐝🀹。
材料科学作为最基础的学科，一直以来都是决定了整个国家、文明科技水平的重要东西，也是这些年来帝国一直大力发展的基础学♘科之一。🖚
不过想要制造出能够满足曲速引擎所🎂🎎需要的材料可不是一件容易的事情，因为曲速引擎强大的性能，理论上来说只有简并态级别的材料才能够满足曲速引擎，但简并态材料可不同于一般的材料。
简并态材料是一种从原子角度打造的材料，理论上来说还有中子角度打造的材料、夸克级别的材料，可能说🏠🛣🞋到原子大家可能还不是很能够理解这种材料的强大，如果说道中子星、黑洞，大家就可能知🟍🛻♽道这种材料的强大之处了。
随着微观科学技术的发展，使得人们有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子团簇、团簇材料、线性链、多层异质结构、超薄膜等，这些材料的特征是维数低，对称性减小，几🚆何特征显著🚒。
但也仅仅是有可能，真是实际操作起来的时候，很😽🔐难真正意义上的说从原子的角度去打造自己所需🆀要的材料，原子的单位实在是太小了，现在的科学技术顶多就只能做到纳米级别，而原子比纳米还要小的多。
首先我🖍们要先了解下他们的大小，纳米是长度单位的一种，1纳米是1米的十亿分之一，记作n。1纳米等于10个氢原子一个挨着一个排成一列的长度，因为每一种原子的直径大小都是不一样的，所以1纳米可能等于几十个其他元素原子的🏅🗰🟔排列的长度。
20纳米差不多相🃰当于1根头发丝的三🙌千🄑☜⛶分之一！
而我们通常所说的纳米技术，是指在纳米尺度（100纳米到0.1纳🝮米）的范围内研究物质所具有的特异现象和特异功能，通过直接操作和安排原子、分子来创造新物质材料的技术。
而纳米技术的出现首先得益于能够放大千万倍的扫描隧道显微镜（st）的🟗🝑发明🆩💐，扫描隧道显微镜的发明使得科学家们能够🀞♟在纳米角度去观察这微观的世界。
从20世纪90年代初起，纳米科技就得到了迅猛的发🟂🚖展，像纳米电子学，纳米材料学，纳米机械学，纳米生物学等等新学科不断涌现，纳米科技是科学家们语言的未来改变人类历史的9大科学之一。
而事实上🚻😣，当今的科学家虽然能够通过st技🁽😹术去观察原子层面的信息，并且对原子排列结构进行一定的影响。
比如1990年的4月，美国ib的两位科学家在用st观测金属镍表面的氙原子时，由探针和氙原子的运动受到启示，尝试用st针尖移动吸附在金属镍上面的氙原子，将35个氙原子在镍的表🕃面排列出5原子高度的“ib”的结构！
而华夏科学院的科学家们也利用纳米技🙌术，在石墨的表面通过搬迁碳原🝮子的绘制出世界上最小的华夏地图🛡，只有不到10纳米的大小。
而此后科学家们对于移动各种原子摆出各种图案乐此不彼，⛺硅原子、硫原子、铁原子，一氧化碳🖐分子、铁基分子……⚸🖏👦
从这里我们就可以知道，科学家们目前能够实现的就是稍微的移动一些原子，在物体的表面摆☯🂺出各种图案，并不能真正意义的上对原子结构进🙎🉑行立体的打造和构建，同时更没办法大规模的、快速的去在原子角度打造新材料。
但是即便是这样，只能很简单的移动一🙌些原子，在表面进行一些原子排列的构造，科学家们也制造出了如今各种纷繁复杂的纳米材料，在铜的表面对铜原子的🝌结构进行人为的排列，也能让铜的强度增加5倍。
我们都知道金刚石也就🄗♘是钻石和石墨、焦炭，他们构成的原子其实都是一样的，那就是碳原子，但是这些材料的性质却相差的天差地远，单单就硬度而言，金刚石是自然界最硬的材料，而石⛬墨🗰🟏和焦炭的硬度就非常低了。
而造成这种差异的原因就是碳原子的结构，金刚石的原子结构🃘😃⚔每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的c-c键很强，所以金刚石硬度大🗰🟏，熔点极高；又因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电🕹。
在石墨结构中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三☯🂺个原子相连。六个碳原子在同🀞♟一个平面上形成了正🈕六连连形的环，伸展成片层结构。
这里c-c键的键长皆为142p，这正好属于原子晶体的键长范围🀰，因此对于同一层来说，它是原子晶体。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠。电子比较自由，相当⛬于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电，这正是金属晶体特征。
简单通🖍俗易懂的来说就是金刚🌐石的碳原子结构🁽😹是立体的，所有的碳原子互相直接构成正四面体，是立体形式的结构。