钻石的原子结构是有序的,所以它们很脆,很容易被切割甚至粉碎。多年来,科学家们一直试图合成既保持硬度,又不那么脆的钻石。近日发表在《自然》杂志上的论文提出一种制造不易碎钻石的方法,造出了新形态的钻石——次晶金刚石。
制造方法是将碳基材料放在一个类似虎钳的装置中,将其加热到非常高的温度,并用力挤压。研究人员在制造过程中增加了碳基材料富勒烯,在27~30吉帕(GPa)的压力下将材料加热到900~1300摄氏度之间。研究人员用电子显微镜观察制造出的钻石的结构,发现这一新形态钻石是由无序的sp3杂化碳组成的,不那么易碎。而且它有一个中程有序结构,即原子在短距离内有序,而非在长距离上有序。这意味着这种新形态的钻石不会像天然钻石那样极易被切割。