【新聞中心訊】近日,燕山大學(xué)作為合作單位在頂尖科學(xué)雜志《Nature》上發(fā)表題為“Synthesis of paracrystalline diamond”的文章。（DOI：10.1038/s41586-021-04122-w）。

該成果主要由來(lái)自北京高壓科學(xué)研究中心、美國喬治梅森大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)、德國拜羅伊特大學(xué)和燕山大學(xué)的國際研究小組合作完成。該國際研究小組在高溫高壓條件下，合成了一種新形態(tài)的金剛石——次晶(Paracrystalline diamond)金剛石，這種新形態(tài)的結構填補了非晶結構和晶體結構之間原子排列尺度上的缺失環(huán)節。小組最新在大腔體壓機中發(fā)展的極端高壓技術(shù)，在30GPa、1500-1600K的溫壓條件下對富勒烯（C₆₀）前驅體進(jìn)行高溫高壓處理，發(fā)現壓縮的富勒烯聚合轉變成為一種高密度無(wú)序的sp³鍵合的碳。高分辨透射電子顯微鏡顯示樣品中存在高密度且均勻分布的類(lèi)晶體團簇（尺寸為0.5-1.0 nm），其原子構型接近于立方和六方金剛石并且具有很高的晶格畸變，這種由亞納米尺寸次晶為主要構成的金剛石被稱(chēng)為次晶金剛石（Paracrystalline diamond）。

由亞納米尺寸次晶為主要構成次晶金剛石

次晶金剛石的發(fā)現為豐富的碳材料家族增加了一種新的結構形態(tài)，并且有利于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型類(lèi)金剛石材料。這種次晶態(tài)的發(fā)現，在結構拓撲上鏈接了非晶態(tài)和晶態(tài)，對于揭示非晶材料復雜的結構本質(zhì)具有深遠意義。另外，次晶態(tài)金剛石具有綜合優(yōu)異的機械性能、熱穩定性以及獨特的光學(xué)特性，在高端技術(shù)領(lǐng)域和極端環(huán)境下具有重要的應用前景。

該工作第一作者為北京高壓研究中心的唐虎博士，通訊作者為燕山大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院博士生導師緱慧陽(yáng)研究員和美國喬治梅森大學(xué)生紅衛教授。該成果得到了國家自然科學(xué)基金委的支持，對于推動(dòng)學(xué)校學(xué)科發(fā)展和研究型大學(xué)建設具有重要意義。（編輯 岳睿燕）