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近日,北京高壓科學研究中心宣布,該中心研究員曾橋石帶領的國際研究團隊合成了一種由金剛石構(gòu)成的納米壓力艙,能夠把物質(zhì)的高壓狀態(tài)永久封存其中。高壓態(tài)物質(zhì)因此可以擺脫傳統(tǒng)壓力裝置的束縛,如普通材料一樣在常壓條件下獨立存在,從而掃除了高壓態(tài)物質(zhì)基礎研究和廣泛應用面臨的一個主要障礙。
高壓下發(fā)現(xiàn)的許多新奇物理現(xiàn)象,諸如近室溫超導,當壓力去除時也隨即消失。因此,將高壓下的新物態(tài)和性質(zhì)完好保留到常壓環(huán)境,是高壓材料實現(xiàn)應用的前提,也是人們長期追求的一個科學夢想。
由北京高壓科學研究中心科學家領導的國際團隊另辟蹊徑,擺脫傳統(tǒng)上利用高壓機械裝置來維持材料壓力的思路,在材料合成過程中,把材料的高壓態(tài)直接植入并封存到由堅硬的金剛石構(gòu)筑的復合材料中。作為示范,他們把一種富含納米空洞的“玻璃碳”和氬氣一起在壓力裝置中加壓到大約50萬個大氣壓,這時,“玻璃碳”猶如海綿吸水一樣把氬氣吸納到其納米空洞中,然后他們再利用高溫(1800℃)促使“玻璃碳”轉(zhuǎn)變成金剛石。當樣品從壓力裝置中取出時,處于常溫常壓環(huán)境中的金剛石樣品的納米腔體中成功保留了處于極高壓力態(tài)(22萬個大氣壓)的氬。他們把這種全新的由金剛石包含大量高壓物質(zhì)納米顆粒的復合材料命名為“金剛石納米高壓艙”。
曾橋石表示,“金剛石納米高壓艙”的概念可以應用到包括氣體、液體、固體各種形態(tài)的目標材料,并且可以通過多次合成聚集成大塊高壓態(tài)材料,方便日常生活中的實際應用。