8月3日，國(guó)際化學(xué)界權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc.）發(fā)表了我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院陳乾旺教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組的論文“低溫還原二氧化碳（CO2）合成金剛石”。論文介紹了他們?cè)谌斯ず铣山饎偸淬@石）方面取得的重大突破——在440℃的低溫條件下以CO2為碳源成功地合成了250微米的大尺寸金剛石，首次實(shí)現(xiàn)了從CO2到金剛石的逆轉(zhuǎn)變，在國(guó)際學(xué)術(shù)界引起極大反響。英國(guó)獨(dú)立報(bào)、香港太陽(yáng)報(bào)、臺(tái)灣以及意大利、法國(guó)、德國(guó)等各大傳媒紛紛對(duì)此進(jìn)行了積極的報(bào)道，評(píng)價(jià)其為“廢氣中產(chǎn)生的寶石思想”、“從溫室氣體中收獲鉆石”、“金剛石來(lái)源于稀薄空氣”。
金剛石是一種稀有的天然材料，除作為昂貴的寶石飾品外，還可廣泛應(yīng)用于熱阱、絕緣和窗口材料、研磨材料、切削材料以及其他電子和工程領(lǐng)域。由于它非常昂貴、難得，極大地限制了它的應(yīng)用。自1792年以來(lái)，人類(lèi)在金剛石人工合成方面經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的不懈努力，然而有些工藝由于產(chǎn)品尺寸小、重復(fù)性低等原因，一直沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)。直到1955年，人們才第一次用高溫高壓法（1400℃,5~10萬(wàn)大氣壓）合成了金剛石，目前，該方法是合成工業(yè)金剛石的主要方法。但該工藝壓力高、設(shè)備復(fù)雜、成本高，尤其是產(chǎn)品的顏色差，較難成為寶石金剛石，因此始終未能挑戰(zhàn)天然寶石產(chǎn)業(yè)。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新和摸索后認(rèn)為：地球里有大量的CO2和碳酸鹽，并且地球內(nèi)的氣氛是還原性的，天然金剛石很有可能來(lái)源于CO2。他們自己研制高壓反應(yīng)釜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用安全無(wú)毒的二氧化碳作原料，使用金屬鈉作為還原劑，在440℃和800個(gè)大氣壓的條件下，經(jīng)過(guò)12小時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，終于成功地將CO2 還原成了金剛石。目前，已能生長(zhǎng)出1.2毫米的金剛石，有望達(dá)到寶石級(jí)。
陳教授介紹說(shuō)，CO2轉(zhuǎn)化金剛石的產(chǎn)率達(dá)8.9%，在顯微鏡下，人們可清晰地看到所生成的美麗晶體，甚至用肉眼也能看到閃爍的小顆粒。X-射線衍射及拉曼光譜的結(jié)果都證實(shí)：這些晶粒就是金剛石，它外觀無(wú)色、透明，可與天然金剛石媲美。據(jù)介紹，該工藝重復(fù)性很好，用其它碳源和還原劑也取得了成功，有關(guān)結(jié)果日前已申請(qǐng)國(guó)際專(zhuān)利。該成果必將對(duì)天然金剛石的開(kāi)采業(yè)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
陳乾旺教授,2000年經(jīng)錢(qián)逸泰院士推薦，入選中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”；2001年成為國(guó)家杰出青年基金獲得者；2002年被聘為教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”第五批特聘教授。
金剛石是一種稀有的天然材料，除作為昂貴的寶石飾品外，還可廣泛應(yīng)用于熱阱、絕緣和窗口材料、研磨材料、切削材料以及其他電子和工程領(lǐng)域。由于它非常昂貴、難得，極大地限制了它的應(yīng)用。自1792年以來(lái)，人類(lèi)在金剛石人工合成方面經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多世紀(jì)的不懈努力，然而有些工藝由于產(chǎn)品尺寸小、重復(fù)性低等原因，一直沒(méi)有形成產(chǎn)業(yè)。直到1955年，人們才第一次用高溫高壓法（1400℃,5~10萬(wàn)大氣壓）合成了金剛石，目前，該方法是合成工業(yè)金剛石的主要方法。但該工藝壓力高、設(shè)備復(fù)雜、成本高，尤其是產(chǎn)品的顏色差，較難成為寶石金剛石，因此始終未能挑戰(zhàn)天然寶石產(chǎn)業(yè)。
陳乾旺教授和他的同事及研究生們經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新和摸索后認(rèn)為：地球里有大量的CO2和碳酸鹽，并且地球內(nèi)的氣氛是還原性的，天然金剛石很有可能來(lái)源于CO2。他們自己研制高壓反應(yīng)釜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用安全無(wú)毒的二氧化碳作原料，使用金屬鈉作為還原劑，在440℃和800個(gè)大氣壓的條件下，經(jīng)過(guò)12小時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，終于成功地將CO2 還原成了金剛石。目前，已能生長(zhǎng)出1.2毫米的金剛石，有望達(dá)到寶石級(jí)。
陳教授介紹說(shuō)，CO2轉(zhuǎn)化金剛石的產(chǎn)率達(dá)8.9%，在顯微鏡下，人們可清晰地看到所生成的美麗晶體，甚至用肉眼也能看到閃爍的小顆粒。X-射線衍射及拉曼光譜的結(jié)果都證實(shí)：這些晶粒就是金剛石，它外觀無(wú)色、透明，可與天然金剛石媲美。據(jù)介紹，該工藝重復(fù)性很好，用其它碳源和還原劑也取得了成功，有關(guān)結(jié)果日前已申請(qǐng)國(guó)際專(zhuān)利。該成果必將對(duì)天然金剛石的開(kāi)采業(yè)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
陳乾旺教授,2000年經(jīng)錢(qián)逸泰院士推薦，入選中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”；2001年成為國(guó)家杰出青年基金獲得者；2002年被聘為教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”第五批特聘教授。
