鑽石示意圖，非文中所述常溫下合成的鑽石
鑽石是地球上最堅硬的自然物質。它埋藏於地底，歷經萬年以上的高溫高壓才能生成；人類也利用類似的原理製造工業用鑽石。然而近日有研究團隊在「室溫」下，用短短數分鐘的時間製造出人工鑽石，顛覆傳統的鑽石製程。研究團隊將發現發表在《Small》期刊上。
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在過去，高溫高壓是合成人工鑽石的必要條件
鑽石有高硬度、高導熱性等優點，因此被應用於工業。由於工業用鑽石多為人工鑽石，因此人們也研究穩定合成鑽石的方式。早在 1954 年，人類就已經用高溫高壓的方式成功合成鑽石；直到今日，人類依舊使用該方式製造工業鑽石。但高溫高壓法的缺點是鑽石體積比較小，缺陷也較多。
另一種製造鑽石的方式是使用一種化學氣體，用一顆小鑽石當種子，讓它長出更大的鑽石。雖然生長速度慢，但體積較大，缺陷也較少。只不過仍在要 800 度的高溫才能生成。
此外，自然界不只有一種鑽石。一般的鑽石，碳原子為四方體晶體結構；然而有種鑽石叫藍絲黛爾石（Lonsdaleite），它的碳原子就排列成六方晶體結構。根據科學家推測，它的硬度比一般的鑽石高 58%。
科學家也成功合成藍絲黛爾石，但也必須借助高溫高壓實現。
科學家發現生成鑽石的新條件：剪力
然而有科學家發現，隕石撞擊地球，或者是小行星之間碰撞也會產生鑽石。研究這類鑽石的過程中，科學家發現，除了高溫與高壓外，剪力也是生成鑽石的要素之一。
於是澳洲國立大學（ANU）和皇家墨爾本理工大學（RMIT University）的團隊合作，設計了實驗，對一塊類似石墨的碳施以高壓與高剪力，模擬隕石撞地球的情境，但沒有加熱。結果在短短幾分鐘內，他們就成功合成鑽石，當中包含藍絲黛爾石。
在這項實驗中，研究團隊用了至少 80 千兆帕斯卡（gigapascal）的壓力。研究人員表示，接下來的目標，是降低製造鑽石所需的壓力。若成功，人類就能生成更低成本的鑽石，利於工業應用，也能幫助科學家了解鑽石在星體撞擊的形成過程。
參考資料
（本文提供合作夥伴轉載。首圖來源：Pixabay CC Licensed）
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