11月25日，国际顶级学术期刊Nature在线发表了来自中国科学家的两篇研究论文，一篇是北京高压科学研究中心研究员缑慧阳等合成了一种新形态的金刚石——次晶金刚石，另一篇是吉林大学刘冰冰教授团队实现了毫米级近全sp3非晶碳块体材料的合成，标志着碳材料家族再添两位新成员。

寻找新型碳材料一直是材料领域的前沿科学问题。作为自然界中最丰富的元素之一，碳具有多种杂化成键方式，形成的碳材料结构丰富、性质迥异，应用也极为广泛。因此，几乎每一种新碳材料的发现都引发了研究热潮。

北京高压科学研究中心研究人员合成的次晶金刚石，填补了非晶结构和晶体结构之间原子排列尺度上的缺失环节，为深层次理解非晶材料的复杂结构提供了密钥。

次晶态结构模型本质上是在非晶基体中引入纳米尺寸的中程有序结构。此前，一直未能在自然界或实验中发现这种物质状态。北京高压科学研究中心研究人员通过其在大腔体压机中发展的最新极端高压技术，在30 GPa、1 500 K～1 600 K的温压条件下对富勒烯前驱体进行高温高压处理。压缩的富勒烯聚合转变成为一种高密度无序的sp3键合的碳。高分辨透射电子显微镜显示，样品中存在高密度且均匀分布的类晶体团簇，原子构型接近于立方和六方金刚石，且具有很高的晶格畸变，即次晶金刚石。

次晶金刚石的发现为碳材料家族增加了一种新的结构形态，它兼具优异的机械性能、热稳定性以及独特的光学特性，在高端技术领域和极端环境下具有重要的应用前景，有利于进一步开发新型类金刚石材料。……