2025年2月10日，吉林大学科研团队在Nature Materials发表了首次合成六方金刚石块体的科研成果，其具有高出立方金刚石的极高硬度和良好的热稳定性。该成果不仅提供了一种纯相六方金刚石人工合成的有效途径，给出了其独立存在的有力证据，也为超硬材料和新型碳材料添加了性能更为优异的新成员，为突破立方金刚石的应用局限提供了可能。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02126-9#Abs1

超高压高温下获得的纯相六方金刚石光学照片与透射电镜照片

天然或人工合成金刚石大多具有立方晶格，所能获得的天然（陨石）六方金刚石大多数样品纯度低、尺寸小，因此自然界是否独立存在都存在争议。人和合成的最大的难点是高温高压下六方金刚石的形成能垒高于立方金刚石，故纯相六方金刚石的人工合成一直未能实现。

本次研究中，科研团队通过加热高度压缩的石墨来合成结晶良好的，几乎高纯的前体，即石墨在50GPa超高压高温下的结构变化规律，发现石墨在高压力区间会形成“后石墨相”高压结构，再通过局部加热成功获得了六方金刚石。研究团队进一步结合大尺度分子动力学理论模拟，揭示出石墨层堆叠构型对形成六方金刚石结构的关键作用，证实了石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径。研究团队在30 GPa、1400 ℃的条件下，成功制备出毫米级高取向六方金刚石块材，其硬度高达155 ± 9GPa，超过天然金刚石的40%以上，真空环境下其热稳定性可以达到1100 ℃，优于纳米金刚石的900 ℃。

编译整理 YUXI