中科院的科学家成功合成了超硬的“超级钻石”，这一发现可能在多个关键行业引发革命性突破，尤其是钻石材料的应用。

中国科学家最近成功合成了比天然钻石硬度更高的人工“超级钻石”，这一进展有望推动多个依赖钻石材料的关键行业的突破。

天然钻石的碳原子大多呈立方体晶格结构，但研究表明，六方晶体结构的钻石材料要强得多。尽管如此，六方钻石(HD)——即伦斯代莱石的应用一直未被充分探索，因为大多数样本的纯度较低且尺寸极小。

之前，已知的最硬钻石只能在小行星或陨石撞击坑中找到。例如，伦斯代莱石首次在1967年被发现于亚利桑那州的峡谷迪亚布洛陨石中。实验室中合成这一材料的研究也仅限于少数几项研究，且未能得到验证。

然而，最近一项发表在《自然材料》期刊上的研究报告显示，科学家通过加热高度压缩的石墨成功合成了“晶体结构良好、几乎纯净的六方钻石”。这项研究由吉林大学的刘冰冰和姚名光教授领导，研究表明，石墨在温度梯度作用下会转变为“石墨后相”，从而形成六方钻石。

“我们报告了通过加热高度压缩的石墨成功合成晶体结构良好的几乎纯净的六方钻石，这种方法适用于大块和纳米尺寸的石墨前体材料。”科学家们在研究中写道。

硬质金刚石样品的显微镜视图

他们发现，这一方法使得毫米大小的六方钻石块体得以形成，块体中堆积着超小的六方钻石纳米层。

根据科学家的描述，这种“超级钻石”结构表现出极高的热稳定性，最高可达1100°C，并且硬度高达155吉帕斯卡(GPa)。相比之下，天然钻石的硬度约为100 GPa，热稳定性也仅能承受约700°C。

这种材料的高热稳定性和硬度“暗示着它在工业应用中的巨大潜力”，科学家在研究中写道。他们表示，这一发现为石墨转化为钻石的高压高温过程提供了框架，进一步开辟了制造这种材料的机会，适用于多种应用。

“我们的发现为在高压高温下的石墨转钻石转换提供了宝贵的见解，为这种独特材料的制造和应用提供了机会。”他们写道。

不过，这并不是第一次在实验室中合成六方钻石。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们在2021年也报告了成功合成六方钻石的研究。他们表示，这种材料可能是传统钻石在广泛应用中的“优越替代品”，包括在机械加工和钻探等领域。

科学家们还表示，这种六方钻石也可以用于制作订婚戒指。

[yahoo]