30年来梦想材料，科学家成功合成出媲美钻石的超坚硬物质

1980 年代，理论首次预测可能存在多种类似钻石的坚韧碳氮化物，但科学家花了几十年时间尝试创造传说物质都未能成功。现在，重大突破终于出现了，来自德国、苏格兰、瑞典的科学团队合成出一种媲美钻石、几乎不可能破碎的氮化碳材料，未来有望成为与钻石媲美的终极工程材料。

虽然科学家很早就代就认知到氮化碳坚硬、高耐热性的潜力，但制造出它们是另一回事，过去一直没有成功合成的可靠研究。

现在爱丁堡大学领导的国际团队取得突破，透过与自然形成钻石的类似方式，研究人员合成出比立方氮化硼（β-BN）更硬的有机半导体氮化碳（carbon nitride），前者是世上第二硬材料，结构类似钻石但耐高温性优于金刚石，而新型氮化碳材料应用可能性近乎无限。

为了制造这种物质，研究人员先压缩碳和氮前驱物，使其承受约地球大气压 70 万倍的压力，同时以雷射将前驱物加热至约 1,500℃。

接着利用欧洲 3 个独立粒子加速器的强 X 射线束，检查新合成的氮化碳原子排列，确定它具有突破性超硬材料所需结构，成功生产出材料学界过去 30 年梦寐以求的传说材料。不仅如此，新材料冷却恢复到正常大气压力后仍维持硬度。

团队表示，这项突破将为多种用途开展新道路，包括让车辆、太空船更坚固的外壳保护涂层、重型钻头、强大耐用的切割工具、光电探测器等，而合成氮化碳可能具高能量密度，少许质量就能储存大量能量，直白来说氮化碳也可制造成强大炸药。

目前，成本是阻碍氮化碳大规模生产的主要因素，但科学家相信，合成氮化碳有天会在许多应用成为与钻石媲美的终极工程材料。

新论文发表在《先进材料》（Advanced Materials）期刊。