一堆从0.02到0.04克拉的单粒钻石，总重5.36克拉(示意图)。
美国明升体育app家最近合成出一种不同于石墨和金刚石的固态碳元素新相态，并称其为Q-碳。他们还开发出一种技术，能在常温常压下利用Q-碳造出多种金刚石结构。
Q-碳具有很不寻常的性质，比如它有铁磁性，而其他固态碳没有；它比金刚石还硬；在能量较低时就能燃烧。此外，它还能用于制造多种单晶金刚石材料。
相态是同一元素的不同形式，如石墨和金刚石是碳的两种固体形式。论文第一作者、北卡罗莱纳州立大学材料明升体育app与工程教授杰伊·纳拉扬说：“现在我们造出了碳的第3种固体相态，自然界唯一存在这种碳相态的地方可能是某些行星的核心。”
据物理学家组织网近日报道，在常温常压下，研究人员用蓝宝石、玻璃或塑料聚合物等作基底，在其上面涂一层无定形碳（非晶体碳），然后用一束激光脉冲照射约200纳秒，碳的温度升高到4000K（约3727℃），随即迅速冷却，最终形成一层Q-碳膜。
他们最终制造出从20纳米到500纳米不同厚度的Q-碳膜，并通过使用不同基底、改变激光脉冲时间、控制碳冷却的速度，在Q-碳内造出金刚石结构。
“我们能造出金刚石的纳米针、微米针、纳米点和较大的金刚石膜，它们是单晶结构，比多晶结构强度更高。这些金刚石材料可用于药物递送、工业加工，制造高温交换器、功率电子设备等。要把更多的Q-碳变成金刚石，只需简单重复激光脉冲/冷却这一过程。”纳拉扬说，“我们只能造出Q-碳膜并研究它的性质，但如何使用它、怎样制造Q-碳纳米点或微针，我们仍需研究。”
该校已对Q-碳和相关钻石制造技术提出了两项临时专利申请。研究成果发表在近期出版的和《应用物理快报·材料》杂志上。（来源：科技日报 常丽君）
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