中国科学家成功合成比地球天然钻石更坚硬的稀有陨石钻石

中国科学家团队或已揭开"恶魔峡谷"陨石中特殊钻石的形成之谜。这种钻石的晶体结构呈六方晶系而非常见的立方晶系，其形成机制数十年来始终成谜。

普通钻石由立方晶系排列的碳原子构成（类似立方体堆叠的乐高积木）。但存在一种更稀有的六方晶系钻石（原子呈蜂巢状排列），它们通常形成于陨石撞击地球时产生的高温高压环境。

世界上首颗六方结构钻石发现于"恶魔峡谷"陨石内。据推测，这颗陨石约5万年前撞击地球，落点位于今美国亚利桑那州境内。

近日，北京高压科学研究中心与中国科学院西安光学精密机械研究所的联合团队宣布，在实验室成功复现了这种神秘的"陨石钻石"。

破解陨石之谜

绝大多数钻石形成于地表下约150公里处，该区域温度可达1093℃以上。深部高温高压环境促使碳原子排列成立方结构。

与之相反，"恶魔峡谷"陨石中的特殊钻石形成于其坠地过程中的剧烈变化。这种被称为朗斯代尔矿的六方晶系钻石，其硬度比传统钻石高出近60%。

自发现以来，科学界对陨石钻石是否以纯净形态存在争论数十年 —— 这些微小晶体也可能是立方钻石与石墨的混合体。早期实验往往只能合成普通立方钻石或混合晶体。曾有团队通过火药与压缩空气冲击石墨盘获得部分成功，但中国团队的成果为这场持续60年的科学争论一锤定音。

人造陨石钻石诞生记

据报道，该团队合成的纯净六方金刚石晶体宽仅100微米（相当于人类发丝直径），其关键在于采用超高纯度单晶石墨原料 —— 杂质越少，晶体就越不易"默认"成立方结构。

研究人员通过可控高温高压技术结合准静水压条件（即各方向压力均匀），配合原位X射线实时观测晶体转化过程，动态调整参数促使六方钻石生长。

这项突破首次在宏观尺度证实六方金刚石是独立稳定的晶体结构，同时刷新了"超硬材料"的性能极限 —— 其硬度已超越传统立方钻石。

应用前景广阔

这种新型人造六方金刚石凭借超凡硬度与耐热性，有望应用于切削工具制造、耐磨涂层及高端电子设备（金刚石具备极佳导热性且耐受极端环境）。中科院毛河光院士表示："该成果将为超硬材料与高端电子器件发展开辟全新路径。"

本研究已发表于《自然》期刊。

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