借助金刚石创造静压新纪录

材料牛注：美国能源部实验室的研究员设计了一种获取静态压力的方法，压力之高前所未有。超高压能够模拟行星内部的巨大压力以及发展特殊性能的新材料。超高压的获得为材料的研发打开了新的大门！

在超高温超高压下，普通的材料也会发生奇怪的变化。钠在正常条件下是一种导电材料，而在超高温超高压下是一种透明绝缘体，而气态氢在超高温超高压下会成为固体。

然而，实验室中要在冲击波作用下才有可能形成1000万倍的大气压，冲击波在瞬间形成巨大的气压摧毁试样。美国能源部实验室的研究员设计了一种获取静态压力的方法，压力之高前所未有。

这种新方法的研究者、德国科学家Leonid指出，更高压力的实现打开了解决更深层问题的大门，这对于基础学科的研究具有重要意义，例如模拟行星内部的巨大压力以及发展特殊性能的新材料。

在装备了透明纳米金刚石晶体的新设备帮助下，Dubrovinsky （该项目的领军人）和其合作者所获得的气压几乎高于之前单级标准金刚石砧座单元所获取气压的50%，这是一个大跨步。

Dubrovinsky 和同事设计了一种双级金刚石砧座单元来制造高压。传统的设备能够挤压两层单晶金刚石之间的样品。在新设备中，每个单晶金刚石上均含有微小的纳米金刚石晶体。这些金刚石挤压在一起，直至形成纳米球。这些纳米金刚石球更加难以压缩，使其能够承受极端的压力。

研究员通过加入垫片在金刚石单元内形成第二个挤压室来拓展设备的性能。

芝加哥大学先进辐射源中心的科学家Prakapenka指出：这种透明的纳米金刚石球使获得更高的压力和温度成为可能，高功率的激光能够通过金刚石砧和纳米金刚石，即使试样处于高压环境也能够被加热。研究者将会应用X射线技术探索试样的性能。在超高静压力下探测物质的能力对于理解材料的物理和化学性能具有重要的意义。最直接的应用就是在类似于巨大行星内部的超高压力下研究材料。但Prakapenka也暗示了其他可能。

Prakapenka说，“我们绝对可以合成具有特殊性能的新材料，我们相信存在一些只能在高压条件下生产的材料，比如超导体淬火后再使用。在纳米机器人的技术应用中，这些新材料前途无量。”

美国能源部的高强度和高能量的X射线束对于实验至关重要。 Prakapenka说：“X射线束要有足够的强度穿过金刚石砧和微米试样，让你从样品衍射中获得足够的数据，只有在高强度和高能量的X射线下才能实现。”

原文链接：Diamonds help generate new record for static pressures for study。

本文由材料人编辑部顾玥提供素材，学海有涯编译，点我加入材料人编辑部

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