要是测试强度，石墨这种分层的碳原子薄片就不尽人意。但是，要是让它承受超高压，石墨就会变成钻石，钻石是已知的最坚硬的物质，也是一种独特的有价值的材料，在各种不同的用途。

　　虽然常说钻石恒久远，但是，大多数材料转化是在高压下发生，去掉压力后就会恢复原来的结构，失去任何有用的属性，它们都是在受到挤压的时候才获得这些属性。

　　现在，因为理解了这一转变本身背后的过程，从实验和理论角度都理解了，研究人员已经迈出了重要的一步，他们要制造一种新的、特别坚固耐用的材料，这种材料可保持它们在高压下形成的属性，包括强度和超导性，而且在日常的低压环境中也可保持。

　　这项研究，领导者是王中宇（Zhongwu Wang），他是康奈尔高能同步源研究所（CHESS：Cornell High Energy Synchrotron Source ）的科学家，参与研究的人员中，罗德·霍夫曼（Roald Hoffmann）是1981年诺贝尔化学奖获得者，弗兰克H.T.·罗德斯（Frank H.T. Rhodes）是人文学退休教授，研究结果刊登在最近出版的《美国国家科学院院刊》上。

　　研究者常常使用x射线衍射，在使用这项技术时，x光被投射到一种结构上，并随后拍摄到光线穿过或弹离结构表面时的情况，由此确定原子和分子的静态结构。但是，直到现在，两种结构之间的转化和互动，被比喻为是发生在一个黑箱中，王中宇说。

　　为了破解黑箱之谜，研究人员集中研究纤锌矿，这是一种镉-硒晶体，在其中，原子排列成钻石状结构，分子被束缚在表面。当薄层纤锌矿受到的挤压压力为100.7亿吉帕斯卡（gigapascal） 时，也就是相当于地球表面大气压的10万7千倍时，它们的原子结构就转变成一种岩盐状结构。

　　宏观尺度晶体受到高压会破裂（晶体结构中的小缺陷被放大，结构和转变过程就会变得不规则），所以，团体中的韩国合作者制备了纤锌矿纳米薄片，只有 1.4纳米厚，而且没有缺陷。

　　施压后，王中宇和同事结合两种x射线衍射技术（小角和广角 x射线衍射），用以描述变化中的晶体表面形状和内部原子结构，也描述表面键合的分子的结构变化。

　　他们第一次发现，纳米片发生转化需要的压力三倍于相同材料的较大晶型。

　　他们也测试材料的屈服强度（开始变形的应力水平）、硬度（抗刮擦声和研磨）和弹性（能恢复原状），都是测试转化期间的情况。了解这些性质如何因分子相互作用而变化，研究者们就可设计更强更坚固的材料，王中宇说。

　　把一个称为软配体的键分子加到高压纳米片表面，研究者们观察到的，是这一键合如何影响纳米片的内部结构、转化压力和间距。

　　与此同时，王中宇和同事们进行实验研究时，霍夫曼就在研究相应的理论，就是这一转化互动背后的理论。

　　“实验和模拟相当一致，”王中宇说。“现在我们知道了原子如何移动。我们理解了中间的过程。”

　　下一步要检测的一些方法，可以阻止相反的转变，即从岩盐恢复为纤锌矿，这样创造出的材料就可保持岩盐的独特性能，在大气压下也可保持。

　　王中宇的实验程序很有前景，有助于理解其它化合物的转化途径。

　　“它能适用于所有其他的材料，”王中宇说，“只是要按照我们的方式测量。”