Nature刊文：首次测量到液态碳的结构！

近日，德国罗斯托克大学和亥姆霍兹-德累斯顿-罗森多夫中心（HZDR）领衔的研究团队在《自然》（Nature）上发表研究，他们利用欧洲 X 射线自由电子激光装置（XFEL）上的高性能激光器 DiPOLE 100-X，首次成功测量出液态碳的微观结构。

液态碳存在于行星内部深处，同时在未来核聚变等技术中具有重要应用前景。然而，在常压下，碳不会熔化，而是直接升华成气态；只有在约 4500 摄氏度和极端高压下，碳才会液化，但常规实验容器根本无法承受如此极端的环境。因此，科学家对液态碳的认识一直非常有限。

DiPOLE 100-X 激光器产生的高能脉冲可以驱动压缩波穿过固体碳样品，使该样品在极短时间内液化。其间，XFEL 装置发出的超短 X 射线激光脉冲精准照射样品，分析碳原子发出的 X 射线散射图案，从而解析出液态碳的原子排列方式。
结果显示，液态碳的微观结构与固态钻石相似，每个碳原子周围都有 4 个最近邻原子，呈现出复杂的四面体配位结构。

该研究首次通过实验揭开了液态碳的神秘面纱，验证了理论模拟的预测，精确测定了碳的熔点范围，为未来探索更多轻元素在极端条件下的液态结构提供了新的技术路径。
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