无需数十亿年，科学家在短短150分钟内就培育出了钻石

天然钻石需要数十亿年才能在地下深处的极端压力和温度下形成。合成的形式可以更快地生产出来，但它们通常仍然需要长达数周的强烈挤压。

一种基于液态金属混合物的新方法可以在几分钟内弹出人造钻石，而且不需要巨大的挤压。

虽然仍然需要1025°C（或1877°F）的高温，但在150分钟内，在1个大气压（或标准大气单位）下，形成了连续的金刚石膜。这相当于我们在海平面上感受到的压力，比通常需要的压力低数万倍。

由韩国基础科学研究所的研究人员领导的创新方法背后的团队相信，这一过程可以扩大规模，在合成钻石的生产中产生重大影响。

将碳溶解到液态金属中来制造钻石并不是一件新鲜事。例如，通用电气在半个世纪前开发了一种使用熔融硫化铁的工艺。

但这些过程仍然需要5-6千兆帕的压力和钻石“种子”来附着碳。

研究人员在他们发表的论文中写道：“我们发现了一种使用液态金属合金在1大气压、中等温度下生长钻石的方法。”

压力的降低是通过使用液态金属的精心混合来实现的：镓、铁、镍和硅。在石墨外壳内安装了一个定制的真空系统，当金属暴露在甲烷和氢气的混合物中时，它可以非常快速地加热，然后冷却金属。

这些条件导致甲烷中的碳原子扩散到熔化的金属中，作为钻石的种子。仅仅15分钟后，钻石晶体的小碎片就从表面下的液态金属中挤出来，而两个半小时的曝光产生了连续的钻石膜。

虽然形成晶体的碳浓度在几百纳米深处会下降，但研究人员希望通过一些调整可以改善这一过程。

研究人员写道：“我们认为，通过使用更大的表面或界面，通过配置加热元件以实现更大的潜在生长区域，以及通过以一些新的方式将碳分布到金刚石生长区域，直接的修改可以使金刚石在很大的面积上生长。”

这些修改需要时间，对这一过程的研究仍处于非常早期的阶段，但这项新研究的作者认为它有很大的潜力 —— 其他液态金属可以被纳入，以获得类似甚至更好的结果。

目前，用于制造大多数人造钻石的工艺（用于各种工业过程，电子产品甚至量子计算机）需要几天时间并且需要更多的压力。如果这项新技术发挥了它的潜力，制造钻石将变得更快、更容易。

研究人员写道：“使用液态金属的一般方法可以加速和推进钻石在各种表面上的生长，也许还可以促进钻石在小钻石（种子）颗粒上的生长。”

这项研究发表在《自然》杂志上。

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