中国科学家合成毫米级“陨石钻石”
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2025-02-13 22:39:47
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中新网长春2月13日电 (记者 郭佳)近日，中国科学家成功合成高质量六方金刚石块材，不仅终结了半个多世纪以来，六方钻石能否独立存在的争议，还将其尺寸由纳米级提升到毫米级。
这一重大突破由吉林大学高压与超硬材料全国重点实验室、综合极端条件高压科学中心刘冰冰、姚明光团队联合中山大学朱升财等合作取得。姚明光13日接受了中新网记者专访。
六方金刚石于1967年在陨石中被发现，故名“陨石钻石”。它是石墨在陨石撞击地球形成的高温高压条件下转变而成的，但只有纳米大小，且与陨石共生，能否独立存在一直存在争议。
研究团队长期从事超高压下碳及相关材料的实验研究，发现了多种常压下难以得到的新结构和新性质。通过长期研究，他们发现高压相结构可能是人工合成六方金刚石的关键。
因此，他们首先研究了石墨在50GPa超高压高温下的结构变化规律，发现石墨在高压力区间会形成“后石墨相”高压结构，而后再通过局部加热，便获得了六方金刚石。
研究团队结合大尺度分子动力学理论模拟，揭示出石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。
姚明光介绍，六方金刚石具有出色的物理性质，硬度高达155±9GPa，超过天然金刚石40%以上，真空环境下其热稳定性可达1100℃，优于纳米金刚石的900℃。
姚明光介绍，此次合成出的六方金刚石是直径为1.2毫米的块体材料。下一步，他们将重点研究合成更大尺寸的块体材料，以便探索更多应用场景下的可能，同时也尝试降低合成压力，寻找更温和条件制备的可行途径。(完)
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