吉林大学刘冰冰、姚明光教授团队联合中山大学朱升财教授，在高温高压下发现石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并首次合成了高质量、近纯的六方金刚石块体材料。这种新型金刚石的硬度超过立方金刚石，且具有良好的热稳定性。研究团队利用激光加温金刚石对顶砧技术，原位研究了石墨在超高压高温下的结构变化规律，揭示了石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用。该成果为超硬材料和新型碳材料领域带来了性能更优异的新成员。

💎该研究发现了一种石墨到六方金刚石的全新转变路径，即石墨在高压力区间会形成后石墨相高压结构，再通过局部加热，便可成功获得六方金刚石。

🌡️人工合成的六方金刚石具有优异的物理性质，其硬度超过天然金刚石40%，且在真空环境下热稳定性可达1100℃，优于纳米金刚石的900℃。

🔬团队采用激光加温金刚石对顶砧技术，原位研究了石墨在50吉帕超高压高温下的结构变化规律，为合成六方金刚石提供了实验基础。

✨大尺度分子动力学理论模拟揭示了石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，从理论上验证了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。

【最新发现与创新】

    科技日报讯 （记者杨仑）2月10日，记者从吉林大学获悉，该校刘冰冰教授、姚明光教授团队联合中山大学朱升财教授，发现高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并首次合成了高质量、近纯的六方金刚石块体材料，其硬度高出立方金刚石，并具有良好的热稳定性。相关研究成果发表于国际学术期刊《自然·材料》。

    1967年，美国科学家在陨石坑中发现了一种珍稀的“超级钻石”，因其具有六方晶体结构、共生于陨石之中且更为坚硬而备受关注。但人工合成纯相六方金刚石却是长期未能攻破的科学难题。

    此前有研究提出一种石墨到立方金刚石转变的新机制，发现sp3碳高压相结构的形成是重要因素。团队受到启发——在探索六方金刚石的人工合成时，高压相结构很可能是关键所在。

    为此团队设计了高温高压实验，利用激光加温金刚石对顶砧技术，原位研究了石墨在50吉帕超高压高温下的结构变化规律。他们发现石墨在高压力区间会形成后石墨相高压结构，再通过局部加热，便成功获得了六方金刚石。

    研究表明，人工合成六方金刚石具有出色的物理性质，硬度超过天然金刚石40%；真空环境下热稳定性可以达到1100℃，优于纳米金刚石的900℃。团队进一步结合大尺度分子动力学理论模拟，揭示石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。

    该成果提供了一种人工合成纯相六方金刚石的有效途径，为超硬材料和新型碳材料添加了性能更为优异的新成员，对深入了解陨石中钻石的具体来源和重大地质事件也有重要意义。