比钻石还硬！科学家造出蓝丝黛尔超级钻石，却只存在了0.00000001秒 / 四六文摘

50000年前，一颗直径约50米的铁镍天体悄然划过外太阳系，穿过土星、木星轨道，与火星擦肩而过后，以12.8公里/秒的速度靠近了地球。

那时美国的科罗拉多高原还是一个寒冷潮湿的地方，到处都是茂盛的草原，中间稀稀拉拉散布着小块的森林。巨大的真猛犸象碾压着茫茫雪原，用它们长达5米的弯曲象牙掀开积雪，把期待春天到来重焕生机的草甸，转化成它们皮下厚达8厘米的脂肪。

重达4吨的大地懒，则在龙舌兰、丝兰和草地上大肆盛宴，踱到某一片森林的时候，便是它们改善伙食的大好时机，它们直起高达6米的庞大身躯，贪婪地啃食树木高处的嫩枝树叶，然后找一棵粗壮的树，靠在上面美美地睡上一觉，让刚吃的食物慢慢转化为醒来后再次行动的能量。

一切都那么地美好，可恶的智人还在遥远的非洲、高加索、南亚地区，还得再过几万年，才会穿过白令海峡来祸害它们的后代。现在，它们就是这片土地上的绝对主宰，享受着温暖的阳光和充足的食物，却完全没有想到，一场可怕的灾难正呼啸而来。

铁镍天体没有丝毫犹豫，就钻进了地球大气层，一边燃烧一边爆炸，发出比太阳还明亮的耀眼光芒，很快就掠过天空抵达地表，撞进亚利桑那州北部，巨大的爆炸形成了一个直径1.2公里，深170米的巨大陨石坑。这次撞击释放的能量相当于1000万吨TNT爆炸，冲击波荡平了周围的一切，附近的真猛犸象和大地懒也遭了殃。

这个陨石坑就是巴林杰陨石坑，1967年，一队科学家来到附近的恶魔峡谷，从中采集了一些50000年前的陨石碎片样本。那时刚刚发表的一些研究认为存在六方晶系的金刚石，并在实验室合成了纳米尺度的这种金刚石，而在自然环境中是否存在还是一个谜。一些科学家认为，陨石撞击地球时，里面的石墨可以在巨大压力和温度下改变结构，但又能保留石墨的平行六边形晶格，从而形成立方的六方晶格金刚石。

果然，科学家们在恶魔峡谷的陨石碎片中第一次发现了这种六方晶格的金刚石，并将其以英国皇家学会爱尔兰晶体学家凯瑟琳·蓝丝黛尔的名字命名为蓝丝黛尔石。此后在美国新墨西哥州的肯纳陨石，南极维多利亚地的艾伦丘陵陨石77283，及俄罗斯西伯利亚通古斯大爆炸地区，都发现了蓝丝黛尔石的微观晶体。

天然的蓝丝黛尔石外观透明棕黄，折射率为2.40至2.41，比重约3.2至3.3，莫氏硬度在7至8之间，比金刚石的莫氏硬度10低了不少。然而科学家们从理论上计算，蓝丝黛尔石应该比钻石硬58%，抗压程度也比钻石高58%——金刚石在97GPa的压力下就会破碎，而蓝丝黛尔石能够抵挡152GPa的压力，可谓真正的超级钻石。

损失的硬度到哪儿去了呢？科学家们认为，天然蓝丝黛尔石含有很多杂质，布满了晶格缺陷，因而降低了硬度。如果要验证蓝丝黛尔石的真正硬度，就必须找到或制造出完美的蓝丝黛尔钻石。

然而数十年时间过去了，完美的天然蓝丝黛尔石依然没有找到。实验室虽然已通过至少三种方法，包括用静态压力机或炸药压缩加热石墨、化学气相沉积法、常压1000℃高温下在氩气中分解聚碳炔氢等制得蓝丝黛尔钻石，但都是微观尺度的纳米颗粒，无法用于测量硬度。

事情终于在今年有了转机，华盛顿州立大学冲击物理研究所的研究人员找到了一种新的方法来测量蓝丝黛尔石的硬度，他们通过炸药和压缩气体，以24000公里/小时的速度，将硬币大小的石墨片发射到一个透明材料上，巨大的撞击会将石墨转化为蓝丝黛尔石。由于声波通过越硬的材料传播越快，科学家们便利用激光干涉测量法来跟踪新形成的钻石中的声波，测出了它传播的速度——结果表明，蓝丝黛尔石比钻石硬度高了58%还不止，果然是我们梦寐以求的超级钻石！

这真是一个诱人的前景，想想比金刚石硬度还高是什么概念，除了可以用于制造工业磨料、超级钻头、超级切削工具外，还光彩夺目，异彩纷呈，超级强硬，戴一颗蓝丝黛尔石的大钻戒在手上会怎么样？开车不幸掉水里了，大钻戒轻轻一划，两脚一蹬就没鸡脚神什么事了。

遗憾的是，这暂时还只是一个梦想，因为高速撞击产生的蓝丝黛尔石很快就毁于高速撞击，中间只稳定存在了几纳秒，不到亿分之一秒的时间，目前想要制造肉眼可见的超级钻石，依然是不可能完成的任务。

有趣的是，麻省理工、哈佛大学的科学家也曾利用类似测声波的方法，通过地震波发现地球内部至少蕴藏了1000万亿吨以上的钻石，也就是说全球75亿人，每个人都可以分到10多万吨钻石，可惜谁也没办法把它们挖出来，只能空自嗟叹。这世界从来就没有什么稀有罕见的东西，有的只是我们无法企及的距离。

目前中国已成为世界最大的人造钻石生产国，每年产量达5000吨以上，占全球的90%。如果能潜心研究，将钻石生产升级为蓝丝黛尔钻石，就将开创一个全新的领域，带来巨大的产业进步和更高的附加值。

这项研究发表在3月8日《物理评论快报B》上。

标题：Elastic moduli of hexagonal diamond and cubic diamond formed under shock compression

目录：

06、宇宙简史：宇宙极古期的喧嚣被宁静打破了

07、宇宙简史：弥散在量子迷雾中的蓝色飞船

比钻石还硬！科学家造出蓝丝黛尔超级钻石，却只存在了0.00000001秒

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