近日，我國科學家取得重大科研突破，成功合成百微米級的六方金剛石，這一成果于30日發表于國際權威期刊《自然》，引發科學界廣泛關注。

       大眾熟知的金剛石，憑借碳原子呈四面體網格狀的排布，堅硬耐磨，素有“硬度之王”的美譽。然而，這種結構存在弱點，某些平面受力時容易錯位滑移，限制了其強度。與之相比，在隕石中被發現的六方金剛石結構更精美、性質更優越，硬度高于普通金剛石，具有更高價值。但高純度六方金剛石的人工合成一直是世界難題，其形成條件極為苛刻，最大難點在于高溫高壓下六方金剛石的形成能量高于普通金剛石，導致高溫高壓產物常以普通金剛石為主，難以得到六方金剛石。

       我國科學家大膽創新，提出了一種由石墨到六方金剛石轉變的新方法。在可控的高溫高壓、準靜水壓條件下，對石墨單晶進行壓縮和加熱，最終成功得到高純度六方金剛石。

       左圖為常見金剛石的碳原子結構排列，右圖為六方金剛石的碳原子排列。（受訪者供圖）

       論文通信作者楊文革介紹，普通金剛石的碳原子以相同的鍵長相連接，而合成的六方金剛石碳原子之間存在兩種不同鍵長，其中四分之一的“碳 - 碳”鍵更短更強，這一特性克服了金剛石密堆積面易滑移的弱點，使其具備更優越的硬度、韌性。

       論文第一作者、北京高壓科學研究中心研究員楊留響表示，高純度六方金剛石的合成得益于兩項關鍵技術。一是選用純度高、無雜質的天然石墨單晶，這有助于得到純度更高、微米級大小、結構有序的六方金剛石樣品；二是采用恰當的探測手段，研發人員給石墨晶體不斷加壓，并用高壓原位X光觀測樣品變化，避免了密堆積面的滑移，最終制得純凈、未變形的六方金剛石塊體。

       高壓物理學家、中科院外籍院士毛河光對該成果給予高度評價，稱這項工作為下一步類金剛石材料研究奠定了方法基礎。六方金剛石更加出色的硬度、導熱性、光學性能、量子特性等，將為超硬材料和高端電子器件研發開辟新路徑，有望在多個領域帶來革命性的變化。