斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的一项新研究表明，通过仔细调节热量和压力，可以从原油和天然气中的氢和碳分子中生产金刚石。这种不符合热动力学的方法及成果发表于2020年2月21日的《科学进展》上。
用其他材料合成金刚石已有60多年的历史，但这种转变通常需要消耗大量的能量、时间，添加催化剂（通常是金属）往往会降低最终产品的质量。该研究团队希望找到一个清洁的系统，其中的物质可以在没有催化剂的情况下转变为纯净的金刚石。理解这种转变的机制对于珠宝以外的其他应用非常重要。
金刚石具有极高的硬度、光学透明性、化学稳定性、高导热率，在医学、工业、量子计算技术和生物传感等应用领域极具价值。天然金刚石是由地下数百英里的碳结晶而成，那里的温度高达数千华氏度。到目前为止，大多数天然金刚石都是在数百万年前的火山喷发中被发掘出来的。如果能制造出少量的这种纯金刚石，就能以可控的方式将其掺杂到特定的应用中。
为了合成金刚石，研究小组首先从石油中提炼出三种粉末。利用强大的显微镜观察这种无味、微粘的粉末，区分出像金刚石晶体原子排列的空间模式，好像金刚石晶格被切割成由一个、两个或三个笼子组成的更小的单元。
与纯碳的金刚石不同，这种被称为类金刚石的粉末也含有氢。我们可以更快、更方便地制造金刚石，而且还可以全面地了解这个过程，而不是仅仅是模仿天然金刚石形成的高压高温。
研究人员模拟地球中心的压力，将金刚石挤压成粉末，用激光加热样品，通过一系列测试来检查结果，并运行计算机模型解释转变是如何形成的，试图回答笼子的结构或数量是否会影响类金刚石转化为金刚石的过程。研究发现这种名为triamantane的三笼状菱形结构可以在极低能量的情况下自行重组。在900开尔文（大约是1160华氏度或炽热熔岩的温度）和20亿帕的压力下（十万倍地球大气压），triamantane的碳原子对齐，氢分散或消失。这种转变在极短的时间内进行，而且也是直接的形成，不会转变成另一种形式的碳。
