中国の研究チームが純粋な「ロンズデーライト」の合成に成功：立方晶ダイヤモンドを凌駕する硬度を実証

鄭州大学の物理学者である単崇新（Chunsing Shan）教授が共同リーダーを務める中国の研究グループは、ロンズデーライトとして知られる六方晶ダイヤモンドの、バルク状かつ高純度な試料の合成に成功したと発表しました。2026年3月に公開されたこの詳細な研究成果は、炭素の同素体に関する長年の学術的探求の集大成と言えます。この画期的な成果により、これまで謎に包まれていたこの物質の真の性質が解明されることとなりました。

ミリメートル単位の純粋な六方晶ダイヤモンド（HD）を生成するため、研究チームは高配向性グラファイトを10時間にわたり極限環境下に置く実験を行いました。具体的には、地球の大気圧の約20万倍に相当する20ギガパスカル（GPa）の圧力と、摂氏1300度から1900度の温度範囲が適用されました。興味深いことに、これ以上の温度や圧力の上昇は、合成されたHDを不可逆的に立方晶ダイヤモンドへと再変換させてしまうため、炭素の相転移に関する極めて重要なデータが得られました。

実験データは、この新材料の圧倒的な優位性を裏付けています。合成されたロンズデーライトのビッカース硬度は約114 GPaを記録し、天然の立方晶ダイヤモンドの約110 GPaを明確に上回りました。この結果は、HDが一般的な立方晶ダイヤモンド（CD）よりも最大58％硬くなり得るという過去の計算モデルとも一致しています。吉林大学や中山大学の研究者も参加したこのプロジェクトは、ロンズデーライトが独自の鉱物なのか、あるいは単なる欠陥のある立方晶ダイヤモンドなのかという長年の科学的論争に終止符を打ちました。

歴史を振り返ると、結晶学者のキャスリーン・ロンズデールにちなんで名付けられたこの物質は、1967年に「キャニオン・ディアブロ」などの隕石から初めて発見されました。しかし、天然の試料には常にCDやグラファイトなどの不純物が含まれており、その純度には常に疑問が持たれてきました。構造面では、CDが3層の立方格子（3C）を持つのに対し、ロンズデーライトは六方格子（2H、ABAB積層）を有しています。従来の7〜13 GPaでの合成では数十オングストローム単位の層しか得られませんでしたが、単崇新教授のチームは精密な測定に不可欠なミリメートルサイズを実現しました。

この成果は、技術分野に多大な影響を及ぼすと期待されています。実証された極めて高い硬度と優れた耐酸化性は、ロンズデーライトの実用化への道を切り開くものです。具体的な応用可能性は多岐にわたります。

• より耐久性の高い工業用研磨剤コーティングの開発
• 次世代の切削および掘削用工具の性能向上
• 高性能電子機器における効率的な放熱システムへの応用

研究チームの次なる目標は、この超硬質材料を産業界で広く利用可能にするため、製造プロセスのスケールアップに取り組むことです。この革新的な素材が、将来の精密機械工業やエネルギー産業において不可欠な役割を果たすことが期待されています。