最新突破！室溫下就能生產出稀有鑽石，科學家興奮了

2020-11-20 萬象經驗

金剛石具有極高的硬度和高的導熱率，在量子光學和生物醫學上有廣泛的應用。由它製造而成的鑽石也是當今最美麗、最昂貴的珠寶之一。人們所熟悉的鑽石材料大都形成於地表下250千米的位置，那裡有極大的壓強和極高的溫度，為碳的結晶提供了正確的條件，但這一過程需要數十億年的時間。

事實上，還有另一種鑽石材料，它的名字是朗斯代爾鑽石，被發現存在於隕石撞擊點，是一種相當罕見的鑽石，它的晶體結構也與普通鑽石不同。這種鑽石給了科學家一些啟示：鑽石的形成並不用經歷超長的時間，也不用在極高的溫度下進行。

最近，有一個國際科學家團隊展示了一種新技術，不僅可以快速製造鑽石，而且這一過程還是在室溫下完成的。在以前，把炭壓碎成鑽石需要高溫和高壓，但是這項技術只需高壓的存在即可。研究人員表示，實驗所用的壓強相當於把640頭大象放在芭蕾舞的鞋尖上。

鑽石之所以難以製造，那是因為它的結構非常特別。鑽石中每個碳原子都有四個鍵與其它碳原子進行相連。由於這些鍵的強度，它的結構是非常穩定的。但是，在超高的壓力之下，碳與碳之間會形成剪切力，它是鑽石形成和生長的驅動力，可以使碳進行快速地移動。

在這個過程中，它可以形成普通鑽石也可以形成稀有的朗斯代爾鑽石。不過，朗斯代爾鑽石的難度會高一點，因為它的硬度要比普通鑽石高出58%。朗斯代爾鑽石可以用來切割礦場中的超固體材料，因此研究人員希望在此過程中創造更多這種稀有且有用的材料。

幾分鐘之內就能在實驗室室溫下創造鑽石的想法對珠寶商來說特別有吸引力，但是這並不是這項研究的基本目的，它的科學價值比商業價值來得更高。這種著名的人工製造的堅硬材料可以作為工業設備的新切削工具，專門切割其它超硬的東西。不僅如此，這項技術還可以為減輕全球變暖做出貢獻，它可以將化石燃料分子變成純淨的鑽石。

事實上，市面上有一種與鑽石相似的寶石，叫做莫桑石。1893年，諾貝爾獎得主莫桑第一次在隕石上發現了它，它是一種天然的碳化矽。之後，這種莫桑石可以在實驗室製造出來。不過，它的最初目的也不是製造珠寶。因為碳化矽的物理和電子特性使它成為半導體的首選材料，它的科學價值遠遠超過了商業價值。

前段時間，廈門大學物理系「強基計劃」的錄取通知書中附帶了一枚莫桑鑽石。這枚莫桑鑽石的材料來源於半導體物理實驗室中，是他們自己製造的碳化矽的邊角料。

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