华盛顿州立大学的科学家们首次提供了确凿的证据,证明人造六边形钻石比自然界中常见的立方钻石更硬,后者常用于珠宝。六边形钻石因其六边形的晶体结构而得名,它们已在一些陨石撞击地点被发现,其他一些则在实验室中短暂制造过,但这些钻石要么太小,要么存在时间太短,无法测量其硬度。现在,华盛顿州立大学冲击物理研究所的科学家们创造了足够大的六边形钻石,可以使用声波测量其硬度。
他们的研究结果详细发表在《物理评论B》上。
研究者们长期以来一直希望创造出比天然钻石更强的材料,这可能在工业上有多种用途。虽然许多人理论认为六边形钻石会更硬,但WSU的研究提供了第一个实验证据证明它们确实如此。该研究的主要作者Travis Volz,现为劳伦斯利弗莫尔国家实验室的博士后研究员,他在WSU的论文工作重点是从石墨中创造六边形钻石。
对于这项研究,Volz和Gupta使用火药和压缩气体,以每小时约15,000英里的速度推动小型石墨盘(约硬币大小)撞击透明材料。撞击在盘中产生冲击波,使其迅速转化为六边形钻石。
在撞击后,研究人员立即产生了一个小声波,并使用激光测量其通过钻石的运动。声波在更硬的材料中移动得更快。以前,声波在立方钻石中移动得最快;而在实验室制造的六边形钻石中,声波移动得更快。每个过程都在几亿分之一秒,即纳秒内发生,但研究人员能够在高速撞击破坏钻石之前进行硬度测量。
如果科学进步到可以制造和回收实验室制造的六边形钻石,它们可能有一系列用途。虽然工业优势显而易见,Gupta表示,六边形钻石仍有可能有一天被用于订婚戒指。目前,实验室制造的立方钻石相比天然钻石价值较低,但六边形钻石可能更为新颖。