不需等数十亿年，一种新方法只要150分钟就做出钻石薄膜

darthracer · 2024-6-2 23:48

天然钻石需在地球深处被高压高温环境“折磨”数十亿年才能形成，走人工合成捷径的培育钻石速度比较快，但通常仍需花数周时间强烈挤压。现在，一种基于液态金属混合物的新方法仅150分钟就能做出人工钻石，且无需高压工法。

人工合成钻石最常见方法为HPHT（high-pressure and high-temperature growth）技术，通过在5 GPa压力、1,400℃ 温度环境溶解液态金属中的碳以形成钻石，且尺寸始终限制在1立方厘米左右。

但根据韩国基础科学研究所（IBS）发表在《自然》（Nature）期刊的论文，一种新方法让人工钻石现在可在大气压力下生成，所需温度也比HPHT技术低，仅需1,025℃。

团队使用自制的冷壁真空系统（RSR-S）生产钻石。当由镓、镍、铁、硅组成的液态金属合金（原子百分比77.75、11.00、11.00、0.25）在1大气压力下暴露于甲烷/氢气混合物，快速加热再冷却使甲烷碳原子扩散到熔化金属，仅仅15分钟，钻石颗粒就从液态金属内挤出；150分钟内，液态金属合金亚表面就形成一片钻石薄膜。

钻石市场不只奢侈品，它们也被科学家用于各种实验，比如感应磁场、寻找新的次原子粒子等。研究团队已发现用钴取代镍，或用镓铟混合物代替镓可生长出高品质钻石，他们下一步打算扩大液态金属和金表面潜在生长区域，以尝试大规模生产人造钻石，如果这项新技术发挥潜力，未来制造人工钻石将变得更快更容易。