研究发现硬度媲美金刚石的碳结构

文章来源：中国科学报 黄辛

　记者7月2日从上海光源获悉，吉林大学教授刘冰冰课题组在碳的高压新结构研究方面获重要突破，成果日前发表于《物理评论快报》。它将启发人们设计和利用新型前驱物结合高压技术构筑性能优异的新型碳材料。

　　探索新的碳结构是热点问题，特别是寻找性能可与金刚石相比拟甚至更优的新型sp3结构碳材料一直是人们非常关注的课题，但实验上合成该材料一直没有大的突破。

　　此项研究不同于前人实验中使用的仅包含碳六元环的石墨和碳纳米管前驱物，巧妙地选择包含碳五元环的C70限域碳纳米管复合材料（C70豆荚）作为前驱体，对其开展了原位超高压研究，获得了常压可截获的、完全不同于金刚石的全sp3超硬新碳结构。研究者们利用实验技术，结合理论计算，获得了产生新型碳相的直接实验证据。

　　同步辐射X射线衍射给出了强的晶体衍射信息，衍射峰不属于以往报道的任何碳结构，而是一种新的、具有单斜结构的全sp3碳相（命名为V carbon），能量仅略高于金刚石，具有与金刚石相媲美的硬度，并给出了C70豆荚材料向V carbon转变的物理图像，发现初始材料含有的奇数碳环对V carbon的形成起到了重要的作用。

　　据悉，相关同步辐射X射线衍射实验在上海光源BL15U线站完成。