高压高温条件下石墨前驱体合成块状六方金刚石的突破性研究

来自国际团队的研究人员通过精确控制准静水压条件，首次实现了100微米至毫米级高有序块状六方金刚石(HD)的合成与回收。该研究解决了60年来HD只能以无序纳米结构存在的难题，通过石墨单晶(1010)向HD(0002)的直接转化，获得以三重互生结构为主的HD晶体，其层间键缩短优化了结构，硬度略高于立方金刚石。这项突破为HD体材料性能研究奠定了基础。

在材料科学领域掀起革命性突破！研究人员首次成功制备出100微米至毫米尺寸的块状六方金刚石(hexagonal diamond, HD)，这种被誉为"钻石2.0"的新型碳材料自60年前理论预测以来，一直因无法获得体材料而难以验证其卓越性能。

通过精妙设计的高压高温(P-T)实验装置，团队采用高质量石墨单晶作为前驱体，在准静水压条件下实现了晶体取向的精准调控：石墨(10¹0)晶面神奇地转变为HD(0002)晶面，而石墨(0002)则转化为HD(10¹0)。电镜分析揭示，所得HD样品由100纳米级晶体组成精妙的三重互生结构，仅含微量立方金刚石缺陷。

最令人振奋的是，X射线衍射证实HD的层间化学键发生特征性缩短，这种自发结构优化使其硬度超越传统钻石。研究人员指出，通过优化石墨前驱体纯度和精确调控P-T参数，有望获得更完美的HD晶体，为开发新一代超硬材料开辟道路。