Recientemente, el equipo de los profesores Liu Bingbing y Yao Mingguang de la Universidad de Jilin y el profesor Zhu Shengcai de la Universidad Sun Yat-sen descubrieron un nuevo camino para que el grafito forme diamante hexagonal a través de la fase post-grafito bajo alta temperatura y presión, y sintetizó por primera vez un material a granel de diamante hexagonal casi puro y de alta calidad, que es más duro que el diamante cúbico y tiene buena estabilidad térmica. Los resultados de la investigación relevantes se publicaron en la revista académica internacional "Nature·Materials".
En 1967, los científicos estadounidenses descubrieron un raro "súper diamante" en el cráter de un meteorito. Llamó mucho la atención porque tenía una estructura cristalina hexagonal, era simbiótica con los meteoritos y era más dura. Sin embargo, la síntesis artificial de diamante hexagonal en fase pura ha sido un problema científico que no ha sido resuelto durante mucho tiempo.
Investigaciones anteriores propusieron un nuevo mecanismo para la transformación del grafito en diamante cúbico y descubrieron que la formación de la estructura de fase de alta presión del carbono sp3 es un factor importante. El equipo se sintió inspirado porque al explorar la síntesis artificial de diamante hexagonal, la estructura de fase de alta presión probablemente sea la clave.
Con este fin, el equipo diseñó un experimento de alta temperatura y alta presión, utilizando tecnología de yunque de diamante calentado por láser para estudiar los cambios estructurales del grafito in situ bajo presión ultraalta y alta temperatura de 50 GPa. Descubrieron que el grafito formará una estructura de alta presión en fase post-grafito en el rango de alta presión y luego obtuvieron con éxito diamante hexagonal mediante calentamiento local.
Las investigaciones demuestran que el diamante hexagonal sintético tiene excelentes propiedades físicas, con una dureza un 40% mayor que la del diamante natural; su estabilidad térmica puede alcanzar los 1100°C en un ambiente de vacío, que es mejor que los 900°C del nanodiamante. Además, el equipo combinó simulaciones teóricas de dinámica molecular a gran escala para revelar el papel clave de la configuración de apilamiento de capas de grafito en la formación de la estructura de diamante hexagonal, confirmando un nuevo camino para que el grafito forme diamante hexagonal a través de la fase post-grafito.
Este logro proporciona una forma eficaz de sintetizar artificialmente diamante hexagonal en fase pura, añadiendo nuevos miembros con mejores propiedades a materiales superduros y nuevos materiales de carbono. También es de gran importancia para una comprensión profunda de las fuentes específicas de diamantes en meteoritos y eventos geológicos importantes.