看到没什么人回答材料相关的我来回答一个，就说说金刚石好了。关于金刚石我们都知道，金刚石是世界上最硬的东西。这个特点使得金刚石可以做很好的磨料，这也可能是金刚石除了用来做首饰唯一的用途了（滑稽）。然而事实上金刚石除了硬度很大，还集合了一系列逆天的性质：金刚石拥有常规物质最好的导热能力，最高的电子迁移率，极低的热膨胀系数。这些性质使得金刚石在很多尖端领域有巨大的潜力。
其中一个非常有前途的应用就是X射线光学，金刚石有非常优良的X射线光学性质。我们都知道在光学领域X射线是出了名的「刺头」，这是因为X射线在任何介质的折射率都是等于1或者接近1，这使得X射线难以被反射或折射。目前人们只能用一种「掠入射」的方式，让X射线沿着一个很小的角度被反射，用这种方式稍稍改变X射线的方向（章佳杰：SVOM 天文卫星项目选用的「模仿龙虾的 X 射线镜片」是如何做到将镜片重量减少到十分之一的？）。
然而金刚石逆天的地方在于，金刚石对X射线可以做到正面反射回去，反射率还超过99%！要知道金属对可见光都没有这么高的反射率。金刚石反射X射线的原理就是布拉格衍射。X照射到金刚石上被碳原子散射，这些散射的光子在特定方向干涉加强，从而形成一束较强的射线，就好像反射一样。通过理论计算可以得知，要想提高反射率，需要材料有尽可能高的德拜温度，和尽可能低的原子序数。德拜温度是固体物理的一个量，它和物体的坚硬程度有关。由于金刚石是最硬的物质，金刚石有高达2200K的德拜温度，远远超过其它物质。然后碳又是典型的轻元素，对X射线吸收能力很弱。这些特点使得金刚石成为绝佳的X射线反射器。根据这篇2011年的paper：Near-100% Bragg reflectivity of X-rays，厚度超过1毫米的金刚石片，对能量高达23.7keV的「极硬」X射线，在正面入射的情况下仍然可以取得高达99%的反射率，远远超出其它物质。实验的结果完美符合理论计算。
金刚石这种优良的性质使得构建X射线自由电子激光的谐振腔（XFELO）成为可能（A Proposal for an X-Ray Free-Electron Laser Oscillator with an Energy-Recovery Linac）。长期以来实现X射线激光面临的一大难题就是缺乏合适的反射材料，无法构造谐振腔。后来人们虽然实现了不依赖谐振腔的SASE模式的自由电子激光输出，这种SASE模式的激光有很好的空间相干性，但时间相干性远不如常规激光，这是因为缺乏谐振腔的选频作用。而金刚石对X射线超高的反射率可以作为谐振腔的镜子，这样有了谐振腔的选频作用可以实现完全相干的硬X射线输出。这种X射线激光在很多研究领域有重要的价值。更为可贵的是，实验用的金刚石是人工合成的，说明人工合成的金刚石完全可以满足需求。
说真的，我第一次看到这个研究是有一种「惊为天人」的感觉。我不由得感叹造物神奇，23.7keV的光子，足够把原子轰得只剩下一个原子核了。然而这些看上去「弱不禁风」的原子组成的物质，可以把它们原路反射回去。所以我对金刚石没有价值的说法一向是不以为然的。是金子早晚会发光的，作为一款材料集中了这么多逆天的性质，要是找不到用途那真是没天理了。
