2025年7月28日在人造金刚石成功合成70周年之际，吉林大学刘冰冰教授受英国《自然》（Nature）杂志邀请发表题为《人造钻石，永恒璀璨：合成这些标志性宝石的70年历程》的新闻与观点文章，系统回顾了自1955年来，一种可复现的钻石合成方法开创了一个全球性产业——由此开启的应用领域，从X射线透镜技术延伸至核聚变，揭示了这种"永恒材料"从珠宝饰品到尖端科技载体的蜕变历程。

吉林大学合成的各色钻石

1955年，美国通用电气公司科学家Bundy（邦迪）团队在《自然》发表里程碑论文，首次实现金刚石的可重复合成。这项突破不仅催生了年产值超千亿的全球产业，更开启了从X射线透镜到核聚变装置等尖端应用的大门。天然金刚石因其极端硬度、超高导热性、优异光学透明度和完美化学惰性被誉为材料之王，但天然资源的稀缺性和品质不均严重制约了其科技应用。

刘冰冰教授在文中详细阐释了高压高温（HPHT）技术的发展脉络。早期科学家曾尝试通过铁管压缩碳氢化合物（James Hannay，1879）或熔铁淬火（Henri Moissan，1893）等方法合成金刚石，但直到邦迪团队设计出能产生10GPa、2300K的专用压机，才实现稳定合成。现代多面砧装置技术已在亚毫米级样品腔突破60GPa极限，刘冰冰教授团队今年基于国产多面砧压机更在毫米级样品上实现室温60GPa、1900K高温50GPa超高压强。

 刘冰冰教授团队在金刚石材料前沿取得系列突破：通过自主发展的高压技术成功制备毫米级近纯六方金刚石，其硬度超越传统金刚石40%以上，4.5电子伏特宽带隙特性为半导体器件开辟新路径；利用富勒烯合成sp3非晶碳材料，在保持金刚石级硬度的同时展现卓越热学与光学性能。文章还介绍在纳米结构工程领域，纳米孪晶金刚石硬度达天然金刚石近两倍，多晶金刚石硬度亦超越单晶材料，为超硬工具研发提供新范式。

吉林大学合成的纯相六方金刚石光学与透射电镜照片

吉林大学合成的非晶金刚石

"现代金刚石科学已超越工具材料范畴，"刘冰冰教授强调，"其高热导特性可解决电子设备散热难题，超高透光性助力精密光学传感，在核聚变装置和放射性同位素电池领域更展现出革命性应用前景。邦迪团队开创性工作七十年后，这种材料的璀璨未来正由新科技革命续写。"

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本文来源：磨料磨具