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高壓下發現的許多新奇物理現象,諸如近室溫超導,當壓力去除時也隨即消失。因此,將高壓下的新物態和性質完好保留到常壓環境,是高壓材料實現應用的前提,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,把材料的高壓態直接植入并封存到由堅硬的金剛石構筑的復合材料中。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”轉變成金剛石。當樣品從壓力裝置中取出時,處于常溫常壓環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(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、固體各種形態的目標材料,并且可以通過多次合成聚集成大塊高壓態材料,為日常生活帶來更多的實際應用和便利,為材料高質量發展帶來有力的支撐。
陳熙一