中国科学家在材料科学领域取得重大突破，成功在实验室中合成了此前仅在陨石中发现的稀有六方氮化碳石墨烯（lonsdaleite）。这项研究成果于2025年2月发表在权威期刊《自然·材料》上，标志着人工制造这种超硬材料成为可能，并为高科技产业的应用开辟了新的道路。
此次合成的六方氮化碳石墨烯具有独特的六方晶体结构，赋予其非凡的硬度。研究团队采用了一种在极端压力下压缩和加热高纯度石墨的方法，成功获得了约100微米大小的氮化碳石墨烯晶体，这与人类头发的厚度相当。实验数据显示，这种合成材料的硬度高达155吉帕（GPa），比天然钻石硬度高出40%，并且在高达1100摄氏度的高温下仍能保持热稳定性。这一成就解决了长期以来关于纯六方氮化碳石墨烯存在性及其实验室合成可能性的科学争论，并为理解和应用这类超硬材料提供了关键证据。此前，六方氮化碳石墨烯主要作为小行星撞击事件的标志物存在于陨石中，其硬度理论上甚至超过了立方氮化碳（cBN）和天然钻石。
这项突破性进展对于多个高科技领域具有重要意义。超硬材料在切割工具、研磨材料、防护涂层以及极端条件下运行的电子元件等方面拥有巨大的应用潜力。例如，在精密制造和航空航天领域，具有更高硬度和热稳定性的材料能够显著提升工具的耐用性和加工效率。近年来，全球对超硬材料的研发投入持续增加，科学家们致力于探索比钻石更硬、性能更优越的新型材料。中国科学家在此次研究中的成功，展示了他们在材料科学前沿领域的实力，并为未来开发下一代超硬材料和先进电子器件开辟了新的途径。正如一位高压科学领域的专家所言，这项成果为开发新一代超硬材料和先进电子器件提供了“新途径”。
此次研究的成功得益于精确的实验控制和先进的监测技术。研究团队通过选择超纯石墨作为原材料，并利用实时X射线成像技术监测结构变化，有效避免了缺陷的产生，最终获得了纯净、结构完美的六方氮化碳石墨烯晶体。这一方法为未来材料的创新奠定了坚实的基础。