你可能不知道,这颗比钻石还硬的“石头”,让中国团队磨了5年

发布时间:2026-03-09 17:36  浏览量:4

3月5日,国际顶刊《自然》发表了一篇论文,标题很硬核,但内容更硬核:中国科学家成功合成毫米级纯相六方金刚石。

你可能不知道,这种石头有多逆天——它的硬度可能比普通钻石还要高50%。

但你更不知道的是:让这颗“石头”问世的,是一群磨了5年的人。

01 什么是六方金刚石?

普通钻石(立方金刚石)的碳原子堆叠方式是每三层一个周期。六方金刚石是另一种堆叠方式——每两层一个周期。

这个细微的差异,让它能更好地抵抗剪切破坏。理论预测,它的硬度可能比传统钻石高出50%以上。

1967年,科学家在陨石中首次发现了它的天然形态,被称为“朗斯代尔石”或“陨石钻石”。

但问题来了:天然的六方金刚石只以纳米级颗粒嵌在陨石里,根本没法分离。想在实验室合成,又比普通金刚石难得多。甚至一度有争议:它到底能不能独立存在?

02 他们是怎么做到的?

郑州大学金刚石材料与器件团队,啃了5年硬骨头。

他们从设备研制入手,自主开发出大腔体单轴高压技术。以高定向热解石墨为原料,在20GPa、1300°C的极端条件下——相当于20万个标准大气压,成功制备出毫米级的纯相六方金刚石。

这有多难?过去合成的六方金刚石要么是纳米级,要么是混相,根本没法测量本征物性。而这次,他们拿到了清晰的原子级结构图像,彻底坐实了它的存在。

审稿人给了三个评价:“真正令人信服”“提供了更完整的图景”“解决了长期争议”。

03 比钻石硬,还能干什么?

性能测试结果更让人振奋:六方金刚石的维氏硬度和剪切模量,都优于传统立方金刚石。

这意味着什么?

· 工业刀具:更硬、更耐磨,能切更硬的金属

· 散热材料:金刚石本就是导热率最高的材料,六方金刚石可能更优

· 终极半导体:金刚石被称为“终极半导体”,六方金刚石作为其同素异形体,有望在极端环境光学元件、量子传感等领域大放异彩

中国超硬材料领域,又多了一张牌。

牛老板调研

第一,真正的“卡脖子”,不是技术封锁,是科学深井。

六方金刚石争论了60年,很多人绕路走。郑州大学团队没绕路,他们自己挖井,挖了5年。

第二,设备自主,才是真自主。

他们不是买现成设备,而是从研制设备开始。大腔体单轴高压技术,是他们自己开发出来的。这才叫“自主可控”。

第三,比钻石更硬的,是坐冷板凳的耐心。

5年时间,换来的是一篇Nature,更是一种新材料的可能性。

写在最后

单崇新委员在两会上说了句话:

“该成果为我国新型超硬材料研究提供了重要基础,也为未来高端材料和先进制造领域的发展开辟了新可能。”

从纳米到毫米,从陨石到实验室,这条路走了近60年。

最后问你一句:

你觉得六方金刚石最先会用在哪里?评论区聊聊。