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“金刚石纳米高压舱” 有望实现高压材料广泛应用
信息来源:科技日报 发布时间:2022-09-26 15:52:01
       北京8月17日电 (记者华凌)记者17日从北京高压科学研究中心获悉,该中心研究员曾桥石带领的国际研究团队合成了一种由金刚石构成的纳米压力舱,能够把物质的高压状态永久封存其中。高压态物质因此可以摆脱传统压力装置的束缚,如普通材料一样在常压条件下独立存在,从而扫除了高压态物质基础研究和广泛应用面临的一个主要障碍。该成果刊登在8月17日的《自然》杂志上。

  高压下发现的许多新奇物理现象,诸如近室温超导,当压力去除时也随即消失。因此,将高压下的新物态和性质完好保留到常压环境,是高压材料实现应用的前提,也是人们长期追求的一个科学梦想。

  由北京高压科学研究中心科学家领导的国际团队另辟蹊径,摆脱传统上利用高压机械装置来维持材料压力的思路,在材料合成过程中,把材料的高压态直接植入并封存到由坚硬的金刚石构筑的复合材料中。作为示范,他们把一种富含纳米空洞的“玻璃碳”和氩气一起在压力装置中加压到大约50万个大气压,这时,“玻璃碳”犹如海绵吸水一样把氩气吸纳到其纳米空洞中,然后他们再利用高温(1800℃)促使“玻璃碳”转变成金刚石。当样品从压力装置中取出时,处于常温常压环境中的金刚石样品的纳米腔体中成功保留了处于极高压力态(22万个大气压)的氩。他们把这种全新的由金刚石包含大量高压物质纳米颗粒的复合材料命名为“金刚石纳米高压舱”。

  曾桥石表示,“金刚石纳米高压舱”的概念可以应用到包括气体、液体、固体各种形态的目标材料,并且可以通过多次合成聚集成大块高压态材料,方便日常生活中的实际应用。