室温下观察到的合成钻石的自修复

北京航空航天大学的一个由化学家、材料科学家和航空工程师组成的团队与燕山大学的一位同事和芝加哥大学的另一位同事合作，报告了人造金刚石样品在室温下自我修复的证据。

在《自然材料》杂志上报道的研究中，该小组制作了微丝钻石样本，使它们破裂，然后使用电子显微镜观察它们的愈合情况。《自然》杂志的编辑还在同一期杂志上发表了一份研究简报，概述了该团队在中国的工作。

自从科学家发现钻石不仅可以在实验室中制造，而且还可以在工业环境中制造以来，人们一直在努力寻找使其不易破裂的方法，这限制了它们在各种应用中的使用。先前的研究表明，如果钻石采用分级内部结构制成，它们就不易破裂，但不足以使其用于所需的应用。

最近，科学家发现纳米孪晶金刚石复合材料(ntDC)具有一定程度的自修复能力。但这些观察结果是在高压和高温下进行的测试得出的。在这项新的研究中，研究小组想知道在常压和室温下是否可以实现类似类型的自愈。

为了找到答案，研究人员使用在非常高的温度下压缩的洋葱碳制作了几个ntDC纳米孪晶样品。然后，他们使用离子束技术设置了DSC和ntDC纳米束。安装ntDC样品后，使用纳米束在样品中产生裂纹，并使用扫描电子显微镜观察结果。为了确保结果可靠，该团队进行了多次断裂测试。

研究小组观察到ntDC样本具有自我修复功能。测试显示，愈合后的样品的拉伸强度为34%。在研究愈合的样本时，研究人员发现裂缝相对侧存在sp2和sp3杂化碳原子，他们将其描述为成骨细胞;当它们彼此结合时，它们就可以治愈。研究小组还对他们观察到的情况进行了模拟，发现这种相互作用会触发CC跨间隙重新结合，从而实现愈合。