超硬材料網(wǎng)

       據(jù)近日發(fā)表在《自然》雜志上的論文，來自中國、德國和美國的一個研究小組開發(fā)出一種制造不易碎鉆石的方法，造出了新形態(tài)的鉆石——次晶金剛石。

　　先前研究表明，鉆石是已知的最堅(jiān)硬的材料，但它卻很脆，容易被切割甚至粉碎。這是因?yàn)樗鼈兊脑咏Y(jié)構(gòu)是有序的。多年來，科學(xué)家們一直試圖合成既保持硬度、又不那么脆的鉆石。現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

　　目前，制造鉆石的方法是將碳基材料放在一個類似虎鉗的裝置中，將其加熱到非常高的溫度，并用力擠壓。在這次的新嘗試中，研究人員使用了同樣的方法來制造一種原子結(jié)構(gòu)有序程度較低的鉆石。他們在其中增加了碳基材料富勒烯——也被稱為巴克球，是一種完全由碳原子組成的球形中空分子。在美容界，它是備受追捧的明星成分，被譽(yù)為“自由基殺手”，具有抗衰除皺、美白淡斑等作用。

　　研究人員在27—30吉帕（GPa）的壓力下將材料加熱到900℃—1300℃之間。值得注意的是，此次施加的壓力比用于制造商業(yè)鉆石的壓力要低得多。在加工過程中，富勒烯的球形結(jié)構(gòu)被強(qiáng)壓致塌陷，形成透明的次晶體鉆石，可以在室溫下被提取。

　　研究人員用電子顯微鏡觀察制造出的鉆石的結(jié)構(gòu)，并對樣品進(jìn)行了X射線衍射和原子建模。在此過程中，他們發(fā)現(xiàn)這一新型鉆石是由無序的sp3雜化碳組成的，不那么易碎。

　　與最近另一種新合成的相對不易碎的鉆石不同，此次制造的鉆石是一種次晶態(tài)金剛石。它有一個中程有序結(jié)構(gòu)，即原子在短距離內(nèi)有序，而非在長距離上有序，這意味著這種新的鉆石不會像天然鉆石那樣極易被切割。