据8月17日Nature期刊发表内容，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胶囊，能够把物质的高压状态永久封存其中。
具有嵌入基质中的高压氩纳米域的纳米结构金刚石胶囊 (NDC)示意图
技术进步通常取决于开发具有所需性能的优质材料，高压可以极大地改变或调整所有材料的特性，从而为发现具有极其有利特性的新材料提供沃土，但是样品保留在庞大的压力容器中，限制了科学研究和潜在应用。很少数的例子如，碳在高压下转化为金刚石，常压下依然能够保持为金刚石。
科研团队将玻璃碳（一种多孔碳的无定形形式）与氩气一起压缩至50吉帕斯卡（约500000倍大气压），并将样品加热至3320华氏度。玻璃碳在普通条件下最初是气密的，在高压下像海绵一样吸收氩气。高压和高温条件的应用将碳转化为金刚石，并将高压固体氩保持在其孔隙中。普通环境下提取样品的行为类似于具有许多孤立孔隙的纳米晶金刚石复合材料，而这些孔隙正是充满氩气的微小金刚石胶囊。
这些钻石胶囊在氩气中维持的残余压力达到22吉帕斯卡——这大约是马里亚纳海沟底部压力的220倍。而加压氩气样品用只有纳米厚的金刚石鞘密封，使其非凡的性能可用于需要近真空环境的高级分析探针，例如电子显微镜。“使用几个额外的诊断探针来获得一致的结果是现代物质研究的典型特征。然而，由于压力容器壁厚，这就是为什么原位高压研究一直需要高穿透性探头，例如硬X射线。不幸的是，许多需要近真空环境的强大且多功能的探针，例如电子显微镜和真空紫外到软X射线光谱仪，仍然与高压科学技术不兼容。”曾乔石博士说。
“通过合成NDC，我们提供了一种去除笨重压力容器的通用方法，同时保持高压条件和样品中的高压行为。我们现在可以使用几乎所有现代诊断探针来获取有关原子/电子结构的详细信息，NDC内部高压下材料的组成和粘合性质，包括基于透射电子显微镜的各种方法。我们对基于NDC的方法可能会令传统凝聚态研究和应用相媲美的高压研究感到鼓舞。” 曾桥石表示，NDC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。
采访内容参考自timetotimes.com
编译整理 YUXI
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