取一團白色塵土，擠進壓力室中，然後用雷射轟擊。打開壓力室，一塊嶄新的純凈金剛石出現了。聽起來是不是有點像傳說中的鍊金術？近日，據《科學進展》雜誌報導，美國史丹福大學和斯坦福線性加速器中心國家加速器實驗室（NAL@SLAC）的研究人員完成了這一神奇的過程。他們通過調整加熱和壓力條件，以原油和天然氣中發現的某種碳氫分子，製造了金剛石。
多年以來，科學家們一直試圖用其他材料合成金剛石。然而，這種轉化需要花費大量能量和時間，反應過程中使用的金屬催化劑還會降低產品質量。論文作者、史丹福大學地球、能源與環境科學學院的博士後研究員Sulgiye Park表示：「我們希望在一個清潔系統中，在無催化劑條件下製造出純凈的金剛石。」
為了合成純凈金剛石，研究人員首先從石油中提煉出了三種粉末狀物質，並在顯微鏡下進行了觀察。史丹福大學礦物物理學家Wendy Mao等發現，這種類岩鹽粉末的籠狀結構和被切割的鑽石晶格非常相似。Mao說：「與金剛石不同的是，這種類金剛石粉末中含有氫元素。有了這些構築塊，我們可以讓金剛石的製造更加方便、快捷。」
接著，研究人員將類金剛石樣品放入金剛石壓腔中擠壓，然後用雷射加熱。最後用計算機模型分析了轉變過程。史丹福大學材料與能源科學研究所（SIMES）研究員Yu Lin說：「我們希望找到一個基本問題的答案，即籠狀結構和籠數量是否會影響轉化過程？」研究人員發現，具有籠狀結構的類金剛石triamantane能夠在極低能量下自重組形成金剛石，而且發生這種轉變的時間極短，類金剛石也不會形成石墨。
Mao總結說，雖然這種方法還不適用於大規模製造更大的金剛石，但研究人員已經對製造純凈金剛石的關鍵過程有了更深的認識。
原創編譯：雷鑫宇 審稿：阿淼 責編：張夢
期刊來源：《科學進展》
期刊編號：2375-2548
原文連結：https://earth.stanford.edu/news/better-way-build-diamonds#gs.ximqnj
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