评从二氧化碳制造钻石的实验

报称中国科大某教授在并不严苛的实验条件下（四百多度，几百个
大气压的压强），从二氧化碳气体以金属钠还原，成功地制造出了
金刚石。

假如这个实验结果是真实的，这倒是个比较巧妙的主意，钠是非常
强烈的还原剂，它是非常容易夺取二氧化碳中的氧，生成氧化钠，
而留下游离态的单原子碳，而生成金刚石。

但是本女并不认为陈教授的实验结果靠得住，并且本女可以以此打
一DOZEN金刚石的赌，认定陈教授的实验靠不住。

人工制造金刚石的尝试，无数头脑极其聪明的人都从各种方式尝试
过，原因是不言而喻的，金刚石是极其珍贵稀有之物，如果有办法
能够人工低成本制造，自然是非常有利可图了。而要制造金刚石，
无非是两种途径，一种是从已经是单质的碳的其他物质形态，比如
石墨，通过在某种严酷实验条件下的相变转化为金刚石，这也就是
现在工业生产金刚石的途径；另外一种便是从单原子的碳直接合成
金刚石，而获得单原子的碳，最直接了当的便是使用某种强还原剂
夺取二氧化碳或者一氧化碳中的氧，而生成单原子游离态的碳。

本女认为，这种还原法肯定已经有许多别的聪明人想到过了，并且，
如果它可行的话，使用一氧化碳比使用二氧化碳会更加有效一些。
事实上，本女刚刚开始学化学的时候，就曾经天真地问过老师，为
什么不可以用钠或者钾还原一氧化碳，制造出游离态的碳，来合成
金刚石呢。后来，本女才意识到，这个问题，就比如隋炀帝当年问
“何不食肉糜”一样的无知可笑。

生成游离态的碳，仅仅是可以生成金刚石的一个必要条件之一。
游离态的碳原子，可以形成不同形式的碳单质，包括石墨，以及前
些年很是热了一阵的碳六十叭叽球。要生成四个对称原子键的钻石，
必须在极高温高压的情况下才行。这个是因为石墨是两维的结构，
远比三维结构的金刚石容易形成，碳原子的四个Ｐ轨道电子，非常
容易和内层的两个Ｓ轨道电子，形成平面结构的ＳＰ３杂化轨道，
和与之垂直的Ｐｚ轨道，Ｐｚ轨道有两个电子，是全充满状态，故
不容易形成分子键，而每个ＳＰ３杂化轨道都是半充满，容易互相
连接，形成六角形蜂巢平面结构，这些平面结构再通过极弱的Ｐｚ
轨道键接起来，就形成了平面互叠的层状石墨结构。

所以，游离态的碳，最容易形成的是石墨。只有在高温高压的情形
下，它才会倾向与形成能量状态略微比石墨底一点的金刚石结构。

本女不但可以打一DOZEN金刚石的赌，认定陈教授的实验靠不住，
本女更可以再打赌，类似这样的实验，以后还会在正式的学术刊物
上登载出来，知道最后都被证明是不可信的结果。这就类似爱丁顿
伪造数据声称所谓的日食星光实验证实爱因斯坦广义相对论之后，
一连串类似的实验结果都被正式发表了一样，其实所有这类实验，
都不可避免受到大气热扰动的影响，无法得到足够的实验精度，而
根本无法验证广义相对论的对错。

又如前几年的所谓的低温核聚变实验，一个组作出结果后，全世界
先后有几百个组声称作出了同样的实验结果。最后都被证实是根本
子虚乌有的结果。如果陈乾旺教授的结果被发表之后，再有几百个
组声称按照陈乾旺教授的方法制造出钻石来，本女也不会感到奇怪。

当然，如果陈乾旺教授的成果万一是真的，无需几年，我们就可以
看到世界珠宝市场的彻底摧毁，然后在大街上到处卖几块钱一斤的
人造金刚石。那么，本女用一打金刚石打的赌，也不算是太亏本啦！

方舟の女

中国科大陈乾旺教授领导的研究组在“低温还原二氧化碳（CO2）合成
金刚石”研究中，实现了在440度的低温条件下以CO2为碳源成功地合成
了250微米的大尺寸金刚石，首次实现了从CO2到金刚石的逆转变。
8月3日，国际化学界权威学术刊物《美国化学会志》（美国JAm.Chem.Soc.）发表了
这一成果。
美国硅谷的《新思想市场》风趣地评价该工作是陈教授“终身都能给
夫人的礼物：自己身体排出的气体制成的钻石。”
详见：光明日报2003年8月9日的报道
http://news.xinhuanet.com/st/2003-08/09/content_1018051.htm