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鉆石往往“藏身”于地球深處約150公里處，在極高的壓力和超過1000℃的環境下，經過數十億年才能形成。據物理學家組織網18日消息，由澳大利亞國立大學和皇家墨爾本理工大學領導的研究小組表明，只要施加高壓，在室溫下的實驗室中就能在幾分鐘內制造出類似訂婚戒指上的鉆石——普通金剛石和藍絲黛爾石。

從未見過的排列

澳大利亞國立大學物理研究學院的布拉德比教授稱，他們設計了一種實驗，在實驗中，一小片類似石墨的碳經受極高的剪切力和高壓，從而促進金剛石的形成。

與以前工作不同，研究人員在壓縮過程中沒有對碳樣品施加額外的高溫。他們使用先進的電子顯微鏡技術發現，所得樣品中既含有規則的鉆石又含有藍絲黛爾石。

在這種從未見過的排列中，研究人員看到，一塊薄薄的鉆石“河”（比人的頭發小約200倍）被藍絲黛爾石“?！彼鼑?。該排列結構讓人想起其他材料中觀察到的“剪切帶”，其中狹窄的區域會受到強烈的局部應變。這表明剪切力是在室溫下形成這些金剛石的關鍵。

鉆石不止有一種

碳原子可以通過多種方式結合在一起，形成不同的材料，包括柔軟的黑色石墨和堅硬的透明金剛石。眾所周知的石墨烯就是有史以來最薄的材料。事實上，還有不止一種碳基材料具有類似鉆石的黏結。

在普通金剛石中，原子排列成立方晶體結構。但是這些碳原子也可通過排列形成六方晶體結構。這種不同形式的鉆石稱為藍絲黛爾石——以愛爾蘭晶體學家和英國皇家學會凱瑟琳·藍絲黛爾的名字命名，因她使用X射線研究了碳的結構。

藍絲黛爾石是在美國亞利桑那州的暗黑破壞神隕石坑遺址中自然發現的。此后，科學家在實驗室通過加熱和壓縮石墨(使用高壓壓力或炸藥)合成了微量的這種物質。據預測，它比普通鉆石硬58％，而此前，普通鉆石已被認為是地球上最硬的天然材料。

降低制造壓力仍是挑戰

在室溫下幾分鐘之內就能制造出鉆石的能力開辟了許多制造業的可能性。

特別是，對于需要極硬材料的行業而言，用這種方法制造“比鉆石還硬”的藍絲黛爾石是令人振奮的消息。例如，用金剛石涂覆鉆頭和刀片，可延長這些工具的使用壽命。

研究人員稱其面臨的下一個挑戰是降低形成鉆石所需的壓力。在本次室溫條件下形成鉆石的過程中，施加的最低壓力是80千兆帕，這相當于有640頭非洲大象的重量集中在一只芭蕾舞鞋尖上！而如果鉆石和藍絲黛爾石都能在較低的壓力下被制造出，就可以生產更多的鉆石，速度更快，且成本更低。