人们通常可以通过触摸物体表面来判断物体是粗糙的还是光滑的。但是那些太小或太大而不能用手指碰的东西呢？从太空看，地球看起来很平滑，但站在喜马拉雅山脚下的人可能不同意。科学家们用不同的尺度测量表面以解释不同的尺寸，但这些尺度并不总是一致的。

　　匹兹堡大学(University of Pittsburgh)斯旺森工程学院(Swanson School of Engineering)的一项新研究对一种超纳米金刚石涂层进行了测量，这种涂层因其坚硬而光滑的特性而备受青睐，结果显示，它比之前认为的要粗糙得多。他们的发现可以帮助研究人员更好地预测表面形貌如何影响材料在不同环境下的表面性能，从显微外科手术、发动机到卫星外壳或航天器等。

　　皮特大学(Pitt)机械工程与材料科学助理教授泰维斯•雅各布斯(Tevis Jacobs)表示:“对表面'粗糙度'的一个重要衡量标准是它的平均坡度，即它的陡峭程度，”“我们发现这种纳米金刚石薄膜的表面看起来大不相同，这取决于你所使用的比例尺。”

　　Jacobs博士及其团队对金刚石薄膜进行了100多次测量，将传统技术与基于透射电镜的新方法结合起来。结果跨越尺寸从一厘米到原子尺度。Jacobs博士解释说，“纳米金刚石的表面非常光滑，你可以在上面看到自己的倒影。然而，通过结合我们所有的测量，包括***小的尺度，我们发现这种“光滑”的材料的平均斜率是50度。以人类足迹(39度)的尺度衡量,这比奥地利阿尔卑斯山还要陡峭。

　　“通过电子显微镜，我们能够得到测量范围的***小端;我们甚至无法定义低于原子尺度的地形，”Jacobs博士说。“然后，通过将所有尺度组合在一起，我们能够摆脱尺度之间粗糙度偏离的问题。我们可以计算'真实'尺度不变的粗糙度参数。”

　　“一百年前我们就知道表面粗糙度控制着表面的性质。缺失的环节是我们无法量化其效果。例如，在生物医学应用中，不同的研究对于粗糙度是促进还是降低细胞粘附得出了相反的结论。我们相信，这种对尺度粗糙度的新理解将为***终解决表面分析这一古老难题打开大门。”

　　***终目标是建立粗糙度如何决定表面属性的预测模型，如粘附力，摩擦力或热量或电力的传导。Jacobs博士的突破是创建和验证这些模型的艰难斗争的***步。“我们目前正在对这种纳米金刚石材料和许多其他表面进行性能测量，以应用力学模型来连接地形和性质，”他说。“通过找到对于给定应用而言***重要的尺度或尺度组合，我们可以确定哪种表面处理技术将获得***佳结果，从而减少对昂贵且耗时的反复试验的需要。”

　　金刚石是自然界存在的特殊材料之一，具有***高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等，如下表。虽然天然金刚石具有这些***的特性，但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在，其性质的多变性和稀有性极大地***了其应用。而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身，且成本较天然金刚石低，能够制备各种几何形状，在电子、光学、机械等工业领域有广泛的应用前景。