鉆石和“藍(lán)絲黛爾石”（Longsdaleite）其實(shí)都是碳的同素異形體，它們都是由碳元素構(gòu)成的，兩者的區(qū)別主要是它們微觀層面上原子的堆砌方式。

其中鉆石屬于是立方晶系結(jié)構(gòu)，其中的碳原子以四面體的方式鍵合，由于其鍵長(zhǎng)是相等的，因此它們會(huì)在三維空間形成非常規(guī)則的立方堆疊，所以晶格呈現(xiàn)高度對(duì)稱的立方排列。

而由于“藍(lán)絲黛爾石”的鍵長(zhǎng)略有差異（有些鍵比普通鉆石短，有些則稍長(zhǎng)一點(diǎn)），因此它們?cè)诙询B時(shí)就會(huì)沿六方方向?qū)訉优帕?。這種結(jié)構(gòu)被稱為“六方晶系”，因此“藍(lán)絲黛爾石”也被稱為“六方金剛石”。

從側(cè)面觀察，普通鉆石是由三層碳原子平面重復(fù)堆疊而成，即第一層是A，第二層是B，第三層是C，然后再回到A，如此往復(fù)。而“藍(lán)絲黛爾石”則是一種更為簡(jiǎn)潔的“兩層循環(huán)”，第三層直接重復(fù)第一層的位置，形成A-B-A-B...的堆疊模式。

“藍(lán)絲黛爾石”這樣的構(gòu)造，就使得其層間相互作用比普通鉆石更強(qiáng)，進(jìn)而具備更高的硬度，從理論上來(lái)講，其硬度可以比普通鉆石硬58%。

“藍(lán)絲黛爾石”最初發(fā)現(xiàn)于隕石之中，但隕石中“藍(lán)絲黛爾石”的尺寸小到以納米計(jì)，而且總是和石墨、普通鉆石等其他碳物質(zhì)混雜在一起，根本無(wú)法分離出純凈的顆粒進(jìn)行研究，因此科學(xué)家一直在致力于通過(guò)人工合成“藍(lán)絲黛爾石”。

在過(guò)去的日子里，科學(xué)家采用了多種方法（例如爆炸合成、化學(xué)氣相沉積等），但始終只能得到極為微量且不純凈的產(chǎn)物，所以相關(guān)的研究遲遲沒(méi)有進(jìn)展。

現(xiàn)在，一個(gè)好消息傳來(lái)：來(lái)自中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所和北京高壓科學(xué)研究中心的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，成功合成出一批尺寸從百微米級(jí)到毫米級(jí)的“藍(lán)絲黛爾石”。

（↑此次研究已發(fā)表在《自然》雜志上）

根據(jù)介紹，在此次研究中，科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種使用金剛石壓砧（一種將樣品擠壓在兩個(gè)金剛石制成的平坦表面之間的設(shè)備）的高壓高溫合成方法。

具體來(lái)講，科學(xué)家采用了高純石墨作為原材料，然后對(duì)其持續(xù)施加一種準(zhǔn)靜壓力，讓壓力像深海里的水一樣，從四面八方均勻地、溫柔地包裹住樣品。

隨著壓力的增強(qiáng)，當(dāng)壓力達(dá)到20萬(wàn)倍大氣壓的臨界點(diǎn)時(shí)，科學(xué)家利用定向激光加熱讓石墨中的碳原子向新的位置遷徙，在此過(guò)程中，石墨中碳原子的化學(xué)鍵被打斷，然后重組。

由于原材料的原子結(jié)構(gòu)非常規(guī)整，施加的壓力又極其均勻，在精準(zhǔn)的操控之下，這些碳原子就井然有序地、集體轉(zhuǎn)變成了科學(xué)家想要的A-B-A-B六方結(jié)構(gòu)。

隨后科學(xué)家再小心翼翼地讓溫度和壓力一點(diǎn)一點(diǎn)地降低，這樣做的好處是，可以在最大程度上保證這些新生成的晶體不會(huì)變形。

就這樣，一批尺寸從百微米級(jí)到毫米級(jí)的“藍(lán)絲黛爾石”就誕生了，它們是全球首次通過(guò)人工合成出能在常溫常壓下穩(wěn)定存在，并且尺寸可觀的純凈“藍(lán)絲黛爾石”。

在高分辨率透射電子顯微鏡下，科學(xué)家清晰地看到那種標(biāo)志性的A-B-A-B層狀堆疊結(jié)構(gòu)，而通過(guò)X射線衍射分析，他們也捕捉到了六方晶體結(jié)構(gòu)獨(dú)有的“指紋”圖譜。

不過(guò)由于樣品尺寸的限制，目前只是測(cè)量出它們的硬度至少不低于頂級(jí)的普通鉆石，暫時(shí)還無(wú)法精確驗(yàn)證它們是否真的比普通鉆石硬58%。

科學(xué)家樂(lè)觀地認(rèn)為，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化提純工藝和制備條件，我們完全能在未來(lái)的10年之內(nèi)造出尺寸更大、結(jié)構(gòu)更完美的“藍(lán)絲黛爾石”，從而為相關(guān)的科研和應(yīng)用領(lǐng)域打開(kāi)一扇新的大門。