4月24日，Nature（自然）發表了韓國基礎科學研究所（INSTITUT EFORBASIC SCIENCE）科研團隊的最新成果，研究人員利用由鎵、鐵、鎳和硅組成的液態金屬合金，在1個大氣壓和1025℃的條件下培育出鉆石，打破了鉆石只有在高溫高壓下才能形成的規律。

論文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07339-7

在鎵、鐵、鎳和硅的液體中生長出一片鉆石

天然鉆石形成于地幔中，地表以下數百公里處，壓力和溫度極高。如今最常見的方法是在高達1600℃的溫度下，在近60000倍大氣壓下粉碎碳分子，這需要昂貴的設備。多年前，基礎科學研究所(IBS)多維碳材料中心(CMCM)主任Rodney Ruoff開始注意到一些線索，表明極端條件可能并非必不可少。例如，2017年，日本的研究人員報告稱，當他們將液態鎵暴露在甲烷氣體中時，甲烷中的碳原子會溶解在熔融金屬中，并結合成固體片狀石墨烯層，這是純碳的另一種形式。“我們認為，如果我們能找到合適的條件，可能會產生鉆石，”Ruoff說，“所以，我說讓我們試一試吧。”

Ruoff領導的研究團隊，包括蔚山國立科學技術研究所(UNIST)的研究生，在1個大氣壓和1025℃的條件下，使用由鎵、鐵、鎳和硅組成的液態金屬合金培育出鉆石，從而打破了現有范式。硅似乎以某種方式幫助碳原子在鉆石的金字塔排列中相互結合。“如果我們不添加一些硅，我們就得不到鉆石，”Ruoff 說。

目前，Ruoff的團隊已經利用該技術制作了由數千個緊密堆積的微小晶體組成的金剛石薄膜。Ruoff希望該技術最終能夠生產出由單層純金剛石組成的薄膜。這種新生長方法的發現為進一步的基礎科學研究和以新方式擴大鉆石的生長開辟了許多可能性。

編譯整理 YUXI