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众所周知，金刚石是自然界最坚硬的结晶材料。为了进一步提高金刚石的硬度，在过去的几十年里，科学家们做了大量的的实验和理论研究，结果表明，根据Hall-Petch公式，通过细化金刚石的晶粒尺寸和孪晶厚度，可以提高金刚石的硬度。
       例如，晶粒尺寸为10-30 nm的纳米金刚石努氏硬度高达110-140 GPa，明显高于单晶金刚石。通过压缩洋葱结构的前驱体，合成平均孪晶厚度为5-8 nm的纳米孪晶金刚石（nt-diamond）的维氏硬度可达175-200 GPa，是单晶金刚石硬度的两倍，创下了新的世界纪录。
       纳米孪晶金刚石的硬度还能进一步提高吗？这是设计和制备新型超硬材料的一个重要科学问题。
       来自燕山大学田永君院士团队的的温斌教授等人发现，在选择合适的材料和严格控制合成条件下，纳米孪晶可以连续地加入到纳米金刚石中。通过分析交织纳米孪晶界对位错滑移临界分切应力的影响，利用Sachs模型，计算了交织纳米孪晶金刚石的硬度。研究结果表明，交织纳米孪晶界比一般纳米孪晶更能提高金刚石的硬度。
       这项研究工作将为新型超硬材料的设计合成提供一条新途径。
       该文章《Intersectional nanotwinned diamond-the hardest polycrystalline diamond by design》于近期发表在npj Computational Materials 6: 119 (2020)，完整文章，请点击“阅读原文”，