北京高压科学研究中心研究员曾桥石带领的国际研究团队合成了一种由金刚石构成的纳米压力舱,能够把物质的高压状态永久封存其中。高压态物质因此可以摆脱传统压力装置的束缚,如普通材料一样在常压条件下独立存在,从而扫除了高压态物质基础研究和广泛应用面临的一个主要障碍。该成果刊登在8月17日的《自然》杂志上。

  高压下发现的许多新奇物理现象,诸如近室温超导,当压力去除时也随即消失。因此,将高压下的新物态和性质完好保留到常压环境,是高压材料实现应用的前提,也是人们长期追求的一个科学梦想。

  由北京高压科学研究中心科学家领导的国际团队另辟蹊径,摆脱传统上利用高压机械装置来维持材料压力的思路,在材料合成过程中,把材料的高压态直接植入并封存到由坚硬的金刚石构筑的复合材料中。作为示范,他们把一种富含纳米空洞的“玻璃碳”和氩气一起在压力装置中加压到大约50万个大气压,这时,“玻璃碳”犹如海绵吸水一样把氩气吸纳到其纳米空洞中,然后他们再利用高温(1800℃)促使“玻璃碳”转变成金刚石。当样品从压力装置中取出时,处于常温常压环境中的金刚石样品的纳米腔体中成功保留了处于极高压力态(22万个大气压)的氩。他们把这种全新的由金刚石包含大量高压物质纳米颗粒的复合材料命名为“金刚石纳米高压舱”。

  曾桥石表示,“金刚石纳米高压舱”的概念可以应用到包括气体、液体、固体各种形态的目标材料,并且可以通过多次合成聚集成大块高压态材料,方便日常生活中的实际应用。


相关文章

生物基平台化合物首次成功制备金刚石纳米线

金刚石纳米线是一种一维的金刚石基纳米碳材料,具有与碳纳米管相媲美的强度,但其应用一直受限于产物结构的无序性。近日,北京高压科学研究中心研究人员以生物基平台化合物脱水粘酸(2,5-呋喃二甲酸)作为反应单......

金刚石热沉片的应用领域有哪些?

金刚石,带隙宽、热导率高、击穿场强高、载流子迁移率高、耐高温、抗酸碱、抗腐蚀、抗辐照,优越的性能使其在高功率、高频、高温领域等方面发挥重要作用,可以说,金刚石是目前最有发展前途的半导体材料之一,其经典......

我科学家在高压材料实际应用上有了新突破

近日,北京高压科学研究中心曾桥石研究员带领的国际研究团队发明了一种通用的“金刚石纳米压舱”复合材料,不需要传统压力装置的支撑,就可以实现物质高压力状态的永久封存。该突破为实现高压材料的实际应用迈出了关......

一款可永久封存物质高压状态“金刚石纳米高压舱”问世!

北京高压科学研究中心研究员曾桥石带领的国际研究团队合成了一种由金刚石构成的纳米压力舱,能够把物质的高压状态永久封存其中。高压态物质因此可以摆脱传统压力装置的束缚,如普通材料一样在常压条件下独立存在,从......

一款可永久封存物质高压状态“金刚石纳米高压舱”问世!

北京高压科学研究中心研究员曾桥石带领的国际研究团队合成了一种由金刚石构成的纳米压力舱,能够把物质的高压状态永久封存其中。高压态物质因此可以摆脱传统压力装置的束缚,如普通材料一样在常压条件下独立存在,从......

我科学家向高压材料实际应用迈出关键一步

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/8/484527.shtm 本报北京8月17日电(记者袁于飞)近日,北京高压科学研究中心曾桥石研究员......

我国学者与海外合作者在石墨金刚石相变研究中取得进展

图(a)石墨-金刚石界面原子像;(b)石墨-金刚石共格界面及结构基元示意图;(c)Gradia样品图;(d)Gradia杂交碳的硬度;(e)Gradia杂交碳的电阻率在国家自然科学基金项目(批准号:5......

科学家首次合成高度有序晶态金刚石结构纳米线

北京高压科学研究中心毛河光院士与郑海燕、李阔课题组,在极端高温高压条件下首次合成具有专一tube(3,0)结构的碳-氮有序间隔排列超细金刚石纳米线,并发现芳香体系在高压下的[1,3,5]协同加成机理,......

研究团队发现高压下二氧化硫的非晶多形态相变

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所极端环境量子物质中心团队利用金刚石对顶砧加压装置研究了高压下二氧化硫的物性,首次在二氧化硫中发现了压力诱导的可逆非晶多形态相变,相关研究成果以Press......

中国地质大学教授研究称:发现金刚石新来源

太古代(距今25亿年以上)的岩石圈地幔一直是金刚石勘探、研究的主要对象。然而,中国地质大学(北京)教授刘金高的最新研究发现,太古代岩石圈地幔并不是金刚石的唯一来源。国际地球化学领域期刊《地球化学与宇宙......