马普高分子所长、JACS副主编团队，最新Nature正刊！

本文针对纳米金刚石可控合成中长期存在的尺寸、形貌、杂质和缺陷质量不均等问题，提出了一种创新的自下而上合成策略。研究背景在于现有方法（高压高温、化学气相沉积、爆轰法等）均存在严重异质性，难以获得超小、结构均匀的纳米金刚石。研究目的是开发一种能从分子层面精确控制纳米金刚石尺寸和组成的方法。德国马普高分子所团队以明确结构、氢封端的分子纳米石墨烯（m-NG）作为化学限域前驱体，在高压高温（HPHT）条件下成功合成出尺寸仅3-4纳米、单分散且高度结晶的分子纳米金刚石（m-ND），产物仅含单一sp²表面重构，可实现毫克级产量。该平台还支持双组分策略，在合成过程中直接掺入硅基和锗基色心，无需离子注入或后处理，即可获得SiV⁻和GeV⁻荧光发射体。结论表明，该方法通过在前驱体分子层面同时固定碳骨架和氢储库，从根本上约束了晶体生长，实现了低纳米尺度下的预测性尺寸选择，为量子传感器、集成光子发射器和化学可编程金刚石纳米材料建立了可扩展的基础。