📚 雷射轉化塑膠為奈米鑽石之突破與應用

於2026年10月19日發布的研究報導指出，德國亥姆霍茲德勒斯登羅森多夫研究中心與羅斯托克大學的科學家團隊，成功利用高功率雷射將常見的聚對苯二甲酸乙二酯塑膠薄膜轉化為數十億顆微小的奈米鑽石。這項發表於2026年8月25日《鑽石與相關材料》期刊的突破性研究，不僅模擬了海王星與天王星內部高達數千度攝氏與約一百吉帕的極端高溫高壓環境，更首次成功將這些以每秒超過十公里（時速逾兩萬兩千英里）如隕石撞擊般高速飛行的鑽石完整回收，證實其能在回歸常溫常壓後保持結構穩定。 研究團隊由多米尼克·克勞斯教授與主要作者班·ホイザー領軍，他們對奈米鑽石在極端條件下異常迅速的形成速度感到驚喜，並積極展現出將純科學探索轉化為實際工業與醫療應用的強烈企圖心。研究人員認為，相較於傳統炸藥爆破法，這種雷射衝擊壓縮技術能夠生產出純度極高、尺寸極小（平均直徑僅三奈米、約含三千個碳原子）且顆粒大小高度一致的奈米鑽石，為材料科學開闢了全新的潔淨與永續製造途徑。 在核心技術與回收策略上，團隊於捷克布拉格南部的極端光基礎設施雷射中心，以每分鐘發射三次的高能雷射轟擊僅一百微米厚的塑膠薄膜。每次雷射脈衝雖能產生約十兆顆奈米鑽石，但當衝擊波穿出樣品進入真空時會將鑽石加速至極高速度。為避免鑽石撞擊收集筒而粉碎，團隊創新採用能在真空中運作的水溶性離子凝膠作為緩衝介質，在累積發射約一百次雷射後成功收集數百微克的樣品，並透過超高解析度電子顯微鏡直接觀測到單個原子級別的鑽石結構。 這項技術對未來醫療、能源與量子科技具有極高的實際應用價值。由於回收的奈米鑽石體積微小且具備龐大表面積，可作為加速陽光分解二氧化碳的高效催化劑；同時，以塑膠為原料更便於進行其他元素的摻雜改質，能直接應用於高靈敏度量子感測器以及核磁共振造影的醫療顯影劑。未來研究團隊除了計畫借助核融合帶動的高頻率雷射技術將產量提升至毫克級別以實現商業化量產外，更預計於十一月展開新實驗，挑戰以更高壓力直接從塑膠合成出理論上比鑽石更緻密且更不易碎的八原子體心立方碳超級材料。