金刚石的色泽多样性源于其晶体结构与内部所含微量元素或包裹体的差异。其中，黑金刚石（Carbonado），俗称“黑钻石”，以其极高的硬度与韧性、不透明特征及强光泽著称，外观呈现高贵典雅的深色调。该品种主要由多晶金刚石构成，内部常含石墨、无定形碳或其他矿物包裹体。目前，其仅分布于巴西与中非共和国的冲积矿床中，因资源稀缺，具备显著的稀有性与价值。
当前市售“黑钻”多采用辐照技术对无色单晶钻石进行人工着色，以模拟天然黑钻石外观。迄今为止，尚未见关于人工合成类天然结构黑金刚石的研究报道。实验室田永君院士团队的赵智胜教授等人基于固-固相变新原理，成功实现了高品质黑金刚石的人工合成。所合成的黑金刚石颜色均匀、黝黑深邃，致密坚韧，其硬度可在40–150 GPa范围内调控，韧性可达普通钻石的2–4倍，高硬度样品可轻松刻划天然白钻。相比之下，天然黑金刚石常呈黑色或深灰色，色调与成分不均匀，且内部含有孔隙。
人工合成的黑金刚石
值得指出的是，黑金刚石的起源是地球科学与天体物理学领域共同关注的前沿科学问题，目前学界尚未达成统一认识，相关假说涵盖地球内部高压生成、宇宙陨石坠落或小行星撞击等。本研究为该类金刚石的形成机制提供了新的实验证据，也为这一跨学科难题贡献了关键视角。该工作不仅对揭示黑金刚石成因具有重要的科学意义，同时在宝石学与超硬材料领域也具有显著的应用价值。
