近日,北京高压科学研究中心与中科院西安光机所的科学家带领的国际团队,成功利用高质量石墨单晶前驱体,合成了百微米级、高度有序的六方金刚石,相关成果已发表于《自然》期刊。这项突破得益于选用高纯度天然石墨单晶以及采用高压原位X光观测技术,有效避免了密堆积面的滑移,制得了纯净未变形的六方金刚石。研究表明,六方金刚石的力学性能可与立方金刚石媲美,其独特的碳原子堆垛方式克服了立方金刚石的弱点,为开发新一代高性能功能材料奠定了基础,并终结了六方金刚石宏观存在的长期争议。
💎 科学家成功合成百微米级六方金刚石:国际研究团队利用高质量石墨单晶前驱体,通过高压和原位X光观测技术,成功制备出高度有序的六方金刚石,这一成果标志着在材料科学领域取得重要进展。
🔬 关键技术保障材料纯净与结构完整:研究团队精选纯度高、无杂质的天然石墨单晶作为前驱体,并运用高压原位X光观测手段,精确控制加压过程,有效防止了密堆积面的滑移,从而获得了纯净、未变形的六方金刚石块体。
💪 六方金刚石展现优异力学性能:研究发现,六方金刚石的力学性能可与立方金刚石相媲美。其独特的碳原子堆垛方式,拥有两种不同的碳-碳键长分布且层间距显著缩短,这使得它能够克服立方金刚石密堆积面易滑移的缺点。
🚀 为高性能功能材料开发奠定基础:此次系统性研究不仅解决了长达60多年的关于六方金刚石宏观存在的争议,更重要的是为将六方金刚石开发成为新一代高性能功能材料提供了坚实的理论和实验基础,预示着其在未来材料领域的广阔应用前景。
快科技7月31日消息,据新华社消息,近日,北京高压科学研究中心与中国科学院西安光机所科学家带领的国际研究团队成功将高质量石墨单晶前驱体转化为百微米级、高度有序的六方金刚石,该成果已发表于国际期刊《自然》。
据项目相关研究员介绍,高纯度六方金刚石的合成,归功于两项关键技术:一是选择纯度高、无杂质的天然石墨单晶,有助于得到纯度更高、微米级大小、结构有序的六方金刚石样品;
二是采用恰当的探测手段——研发人员给石墨晶体不断加压,并用高压原位X光观测样品变化,避免了密堆积面的滑移,最终制得纯净、未变形的六方金刚石块体。
该研究表明,六方金刚石的力学性能可与立方金刚石相媲美,且与仅具有单一碳-碳键长的立方金刚石相比,六方金刚石呈现出两种不同的键长分布,且层间距显著缩短,这种独特的碳原子堆垛方式,将有效克服立方金刚石的密堆积面易滑移的弱点。
这一系统性研究不仅终结了60多年关于六方金刚石宏观存在的争议,更为接下来将六方金刚石作为新一代高性能功能材料的开发奠定了坚实基础。
