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       近日，我国科学家取得重大科研突破，成功合成百微米级的六方金刚石，这一成果于30日发表于国际权威期刊《自然》，引发科学界广泛关注。

       大众熟知的金刚石，凭借碳原子呈四面体网格状的排布，坚硬耐磨，素有“硬度之王”的美誉。然而，这种结构存在弱点，某些平面受力时容易错位滑移，限制了其强度。与之相比，在陨石中被发现的六方金刚石结构更精美、性质更优越，硬度高于普通金刚石，具有更高价值。但高纯度六方金刚石的人工合成一直是世界难题，其形成条件极为苛刻，最大难点在于高温高压下六方金刚石的形成能量高于普通金刚石，导致高温高压产物常以普通金刚石为主，难以得到六方金刚石。

       我国科学家大胆创新，提出了一种由石墨到六方金刚石转变的新方法。在可控的高温高压、准静水压条件下，对石墨单晶进行压缩和加热，最终成功得到高纯度六方金刚石。

       左图为常见金刚石的碳原子结构排列，右图为六方金刚石的碳原子排列。（受访者供图）

       论文通信作者杨文革介绍，普通金刚石的碳原子以相同的键长相连接，而合成的六方金刚石碳原子之间存在两种不同键长，其中四分之一的“碳 - 碳”键更短更强，这一特性克服了金刚石密堆积面易滑移的弱点，使其具备更优越的硬度、韧性。

       论文第一作者、北京高压科学研究中心研究员杨留响表示，高纯度六方金刚石的合成得益于两项关键技术。一是选用纯度高、无杂质的天然石墨单晶，这有助于得到纯度更高、微米级大小、结构有序的六方金刚石样品；二是采用恰当的探测手段，研发人员给石墨晶体不断加压，并用高压原位X光观测样品变化，避免了密堆积面的滑移，最终制得纯净、未变形的六方金刚石块体。

       高压物理学家、中科院外籍院士毛河光对该成果给予高度评价，称这项工作为下一步类金刚石材料研究奠定了方法基础。六方金刚石更加出色的硬度、导热性、光学性能、量子特性等，将为超硬材料和高端电子器件研发开辟新路径，有望在多个领域带来革命性的变化。