俗話說：“沒有金剛鉆，不攬瓷器活”。這里說的金剛鉆是我們常說的鉆石，也叫金剛石，它不僅象征著永恒的愛情，更是世界上已知最硬的材料，在切削打磨、精密加工、航空航天、半導體等諸多領域發揮著不可替代的作用。鉆石最早發現于礦物中，以及后來通過人造鉆石技術工業化生產，而這些形成過程一般都要求高溫高壓條件。目前主要有兩種機制用于解釋高溫高壓下金剛石的形成，即協調機制和成核機制。然而，這兩種機制卻很難解釋室溫高壓下金剛石的形成。其實早在1992年，法國科學家就曾發現，室溫高壓處理碳材料也能制備出金剛石。后來研究進一步發現，在高壓下，特別是非靜水壓中出現較大剪切應力時，室溫就可以合成出金剛石，然而非靜水壓條件通常難以控制/定量分析，理論上也很難進行模擬，因此，室溫高壓金剛石的形成過程與形成機理是困擾學術界的科學難題，成為近三十年來的未解之謎。

       最近，吉林大學姚明光、劉冰冰教授研究團隊通過在金剛石對頂壓機中引入單軸應力，利用自行設計的實驗組裝，實現了高壓下對石墨加載可控的單軸力，進而產生剪切效應。發現石墨在這種高壓剪切的作用下可以轉變為超強sp3態（在壓腔壓力為52GPa時，強度可高達150GPa），而卸壓后轉化為金剛石和石墨的混合物。這種新奇的石墨-金剛石轉變過程可能對應著一種新的金剛石形成機制。進一步利用分子動力學模擬，通過建立模型模擬了石墨在剪切高壓的轉變，發現石墨在高壓下，根據施加的剪切程度不同，會轉變成多種“層狀金剛石”或全sp3的亞穩碳結構，而令人意外的是，在卸壓過程中這些碳結構又可轉變為金剛石或者石墨結構，與實驗結果相吻合，為室溫高壓剪切下金剛石的形成提供了一個新的圖像。該結果首次給出了剪切誘導石墨向金剛石轉變的微觀機制，提出了一個金剛石形成的新機制。正如審稿人在評論中所述：“這是一個非常有趣的工作對于物理、材料化學以及礦物學領域研究具有重要意義，解決了長期以來室溫高壓下金剛石和類金剛石相形成的科學難題，研究中可控的剪切應力實驗設計和理論計算獲得了令人印象深刻的成功”。