中国科大人工合成金刚石在国际学术界引起极大反响

    日前，国际化学界权威学术刊物《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)刊发了中国科技大学陈乾旺教授领导的研究组的论文“低温还原二氧化碳(CO2)合成金刚石”。该论文介绍了中国科技大学研究人员在人工合成金刚石(即钻石)方面取得的重大突破--在440℃的低温条件下以CO2为碳源成功地合成了250微米的大尺寸金刚石，首次实现了从CO2到金刚石的逆转变，在国际学术界引起极大反响。英国独立报、香港太阳报，台湾以及意大利、法国、德国等各大传媒纷纷对此进行了积极的报道，评价其为“废气中产生的宝石思想”、“从温室气体中收获钻石”、“金刚石来源于稀薄空气”。
      金刚石是一种稀有的天然材料，除作为昂贵的宝石饰品外，还可广泛应用于热阱、绝缘和窗口材料、研磨材料、切削材料以及其他电子和工程领域。由于它非常昂贵、难得，极大地限制了它的应用。自1792年以来，人类在金刚石人工合成方面经历了长达一个多世纪的不懈努力，然而有些工艺由于产品尺寸小、重复性低等原因，一直没有形成产业。直到1955年，人们才第一次用高温高压法(1400℃,5~10万大气压)合成了金刚石，目前，该方法是合成工业金刚石的主要方法。但该工艺压力高、设备复杂、成本高，尤其是产品的颜色差，较难成为宝石金刚石，因此始终未能挑战天然宝石产业。
      陈乾旺教授和他的同事及研究生们经过不断创新和摸索后认为：地球里有大量的CO2和碳酸盐，并且地球内的气氛是还原性的，天然金刚石很有可能来源于CO2。他们自己研制高压反应釜进行实验，用安全无毒的二氧化碳作原料，使用金属钠作为还原剂，在440℃和800个大气压的条件下，经过12小时的化学反应，终于成功地将CO2还原成了金刚石。目前，已能生长出1.2毫米的金刚石，有望达到宝石级。
      陈乾旺教授介绍说，CO2转化金刚石的产率达8.9%，在显微镜下，人们可清晰地看到所生成的美丽晶体，甚至用肉眼也能看到闪烁的小颗粒。X-射线衍射及拉曼光谱的结果都证实：这些晶粒就是金刚石，它外观无色、透明，可与天然金刚石媲美。据介绍，该工艺重复性很好，用其它碳源和还原剂也取得了成功，有关结果日前已申请国际专利。该成果必将对天然金刚石的开采业带来极大的挑战。
      陈乾旺教授2000年入选中国科学院百人计划，2001年成为国家杰出青年基金获得者，2002年被聘为教育部长江学者奖励计划第五批特聘教授。