一種製造鑽石的新方法繞過了高溫和高壓，為以現有成本的一小部分製造鑽石打開了大門。科幻小說中被稱為“鑽石時代”的精細晶體控制世界可能比我們想像的更近。
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儘管我們自 20 世紀 50 年代以來就知道如何製造合成鑽石，但主要工藝需要 1,300-1,600 °C（2,400-2,900 °F）的溫度和 50,000 個大氣壓，持續 5-12 天。這有助於滿足鑽石作為切割工具的工業需求，並為那些有這種品味的人提供自然界中罕見的顏色。然而，無論是用於工業用途還是透明寶石，該過程的成本與尋找天然鑽石的成本足夠接近，因此採礦業得以生存。
隨著一種在常壓下製造鑽石的方法的公佈，這種情況可能即將改變。溫度仍然很高 – 1,025 °C (1,877 °F) – 但即便如此，與目前所需的熱量相比也意味著可以節省大量熱量。
低壓鑽石被認為是一個矛盾的術語。天然鑽石是在地幔中通過數公里的地殼壓力形成的，大多數天然鑽石早於多細胞生命。合成版本使用液態金屬催化劑，但吉帕斯卡範圍的壓力仍然被認為是必不可少的。
然而，韓國基礎科學研究所的研究人員卻推翻了這一觀點，他們表明，鎵、鐵、鎳和矽的液態金屬合金可以在氫/甲烷氣氛中無需太大壓力即可生長鑽石。甲烷提供了鑽石生長所需的碳。
“這一開創性突破是人類聰明才智、不懈努力以及眾多合作者通力合作的結果，”Rod Ruoff 教授在一份聲明中說道。陳述。他省略了許多試驗和錯誤，研究所的一個團隊在調整金屬和其他參數的混合時使用了這些試驗和錯誤。儘管製造鑽石本身是一個令人驚訝的快速過程，但只有當團隊轉移到一個更小的房間時，準備時間不到十二分之一，才取得了真正的進展。
最終，人們發現，當液態合金中鎵的原子豐度為 77.75%、矽的含量為 0.25%、鐵和鎳的含量各為 11% 時，鑽石會在液體底部附近生長。這不是一個立即浮現在腦海中的比率。此外，與傳統的合成鑽石不同，不需要晶種顆粒。
“有一天，當我進行實驗，然後冷卻石墨坩堝以凝固液態金屬，並取出凝固的液態金屬片時，我注意到在該片的底面上有一個長達幾毫米的‘彩虹圖案’，”研究生嚴功說。 “我們發現彩虹的顏色是鑽石造成的！”
使用不同儀器 (ag) 在各種尺度上觀察到的鑽石生長以及過程示意圖。
圖片來源：Gong 等人/《自然》
該過程需要 10 到 15 分鐘才能開始形成鑽石，並且生長會在 150 分鐘時停止，儘管該團隊希望找到克服這一問題的方法。
迄今為止生產的鑽石足夠小——與其說是寶石，不如說是一部電影——鑽石公司還不必驚慌。然而，如果找到方法來促進鑽石形成之前的過飽和碳層，這種情況可能會改變。因生產彩色鑽石而備受推崇的矽空位（也是由氮雜質產生的）可以使該產品成為實驗的理想選擇。。
為什麼金屬和氣體的這種組合會產生預期的結果，目前尚不完全清楚。人們認為矽鍵和碳鍵的相似性可能是關鍵，含有矽原子的碳簇可能充當鑽石前體。
大規模生產很少最終依賴於實驗室演示的工藝的第一個版本。 Ruoff 認為，各種熔點較低的金屬可能會被證明是有用的，要么可以使該過程更便宜，要么可以生產特定顏色或特性的摻雜鑽石。
該研究發表在期刊上自然。
