近日，中國科學家成功合成高質量六方金剛石塊材，不僅終結了半個多世紀以來六方鑽石能否獨立存在的爭議，還將其尺寸由納米級提升到毫米級。
這一重大突破由吉林大學高壓與超硬材料全國重點實驗室、綜合極端條件高壓科學中心劉冰冰教授、姚明光教授團隊聯合中山大學朱升財教授等合作取得。姚明光13日接受中新社記者採訪時介紹，六方金剛石具有出色的物理性質，硬度高達155±9GPa，超過天然金剛石40%以上，真空環境下其熱穩定性可達1100℃，優於納米金剛石的900℃。
六方金剛石於1967年在隕石中被發現，故名「隕石鑽石」。它是石墨在隕石撞擊地球形成的高溫高壓條件下轉變而成的，但只有納米大小，且與隕石共生，能否獨立存在一直存在爭議。
通過長期研究，研究團隊發現高壓相結構可能是人工合成六方金剛石的關鍵。因此，他們首先研究了石墨在50GPa超高壓高溫下的結構變化規律，發現石墨在高壓力區間會形成「後石墨相」高壓結構，而後再通過局部加熱，便獲得了六方金剛石。
研究團隊結合大尺度分子動力學理論模擬，揭示出石墨層堆構型對形成六方金剛石結構的關鍵作用，證實了石墨經由後石墨相形成六方金剛石的全新路徑。
姚明光表示，此次合成出的六方金剛石是直徑為1.2毫米的塊體材料。下一步，他們將重點研究合成更大尺寸的塊體材料，以便探索更多應用場景下的可能，同時也嘗試降低合成壓力，尋找更溫和條件製備的可行途徑。
