这颗来自地球深处的“新牙齿”,肯定能在精密加工、量子传感这些尖端领域发挥大作用

1967年,人们在陨石里发现了纳米级的颗粒,由于是在那个年代找到的,所以大家都管它叫“陨石钻石”。到了今年,郑州大学和南京大学的研究团队终于把毫米级纯相的六方金刚石给造出来了。单崇新、来守龙、杨西贵还有程少博,他们几个在实验室里搞了五年,用一种叫“石墨层受限滑移”的新思路,终于弄出了一块直径大概1.5毫米的纯净块体。为了确认这玩意到底是不是传说中的那个“新牙齿”,他们用了最先进的显微镜和X射线衍射设备,直接拍了个清晰的原子级照片,里面显示出了ABAB的堆叠顺序。这下可好了,电子能量损失谱又告诉他们,里面全都是sp³杂化的碳键,根本就没有立方金刚石或者层错的影子。南京大学那边的理论团队接着用机器学习驱动的分子动力学模拟,搞清楚了石墨是怎么一步步转变成六方金刚石的。原来那些层间的键连缺陷就像个导游一样,把碳原子领进了六方晶格。他们测出的数据显示,这个新东西的维氏硬度达到了114 ± 6.4 GPa,还有1229 ± 15 GPa的杨氏模量和516 ± 18 GPa的剪切模量,这三项指标都比天然的立方金刚石稍微高那么一点点。审稿人说这是真正令人信服的解决方案,现在连机制都被吃透了,以后想批量生产这种毫米级的纯相六方金刚石已经不是梦了。这颗来自地球深处的“新牙齿”,肯定能在精密加工、量子传感这些尖端领域发挥大作用。