科学家找到几分钟内在室温条件下锻造出罕见钻石的方法

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传统的钻石需要在地球深处经过数十亿年时间发展才能形成，极端的压力和温度为碳的结晶提供了合适的条件，然而现在科学家们正在研究锻造这些宝石的更便捷方法。近日，一个国际研究团队已经成功地将这一过程缩短到了短短几分钟，其展示了一种不仅能快速成型而且还能在室温下成型的新技术。

尽管在实验室里几分钟就能制造出钻石的想法对珠宝商、说唱歌手或那些想要解决某个问题的人来说很有吸引力，但这并不是该类型研究的最终目的。这种以坚韧著称的材料的人造版可用作切割超硬材料的新刀具、新型保护涂层或其他工业设备。

据悉，这项最新的突破由来自澳大利亚国立大学(ANU)和RMIT大学的科学家们领导，他们使用了一种被称为钻石砧的设备。研究人员使用这种设备来创造能产生超硬材料所需的极端压力。研究小组将相当于640头非洲象的压力施加在一只芭蕾舞鞋的顶端，这样做则能在装置中的碳原子中引发意想不到的反应。

“故事的转折在于我们如何施加压力，”澳大利亚国立大学教授Jodie Bradby说道，“除了非常高的压力外，我们还让碳体会到一种叫做‘剪切’的东西--就像一种扭曲力或滑动力。我们认为这允许碳原子移动到适当的位置从而形成六方晶系陨石钻石和常规钻石。”

其中，常规钻石大家可能会在订婚戒指上发现，而六方晶系陨石钻石则比较罕见，只在陨石撞击地点才会发现。通过使用先进的电子显微镜，研究小组对样品进行了详细的检查发现，这些材料是在类似于钻石“河流”的条带中形成。

皇家理工学院的Dougal McCulloch教授表示：“我们的照片显示，在我们跨机构团队开发的新方法下，常规钻石只在这些六方晶系陨石钻石的中间形成。第一次看到这些由六方晶系陨石钻石和普通钻石组成的小‘河流’真是太神奇了，这真的帮到我们了解它们是如何形成的。”

研究小组希望这项技术能使他们生产出大量的人造钻石尤其是六方晶系陨石钻石。据预测，六方晶系陨石钻石的硬度比普通钻石要高出58%。

Bradby说道：“六方晶系陨石钻石有潜力用于切割矿场的超固体材料。”

相关研究报告已发表在《Small》上。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202004695