Mit Hilfe sehr hoher Drücke hat ein Team von der Carnegie Institution of Washington ein superhartes Material auf Kohlenstoffbasis hergestellt. Die von dem Team um den Materialwissenschaftler Lin Wang hergestellte Probe dellte im Experiment einen Diamantstempel ein. Der Stoff besteht aus winzigen Clustern aus ungeordneten Kohlenstoffatomen, die durch Moleküle des Lösungsmittels m-Xylen in ihren Positionen gehalten werden. Dadurch ist die gesamte Struktur trotz der amorphen Anteile ein hochgeordneter Kristall.

Als Ausgangsstoff verwendeten die Forscher einen Kristall aus dem kugelförmigen Buckminster-Fulleren C₆₀ und dem Lösungsmittel m-Xylen, das zwischen den Käfigmolekülen eingebaut ist. Diesen Mischkristall setzten sie mit einer Diamantstempelpresse sehr hohen Drücken aus. Komprimiert man einen Kristall, der C₆₀ enthält, werden die hohlen Kohlenstoff-Fußbälle eingedrückt und verformt, bis die Bindungen zwischen ihren Atomen brechen. In vielen anderen Materialien reagieren die gebeutelten Fußbälle an diesem Punkt miteinander, so dass ein strukturloses Netzwerk aus Kohlenstoff entsteht. Doch die Xylen-Moleküle im Kristall von Wang und Kollegen verhindern das, indem sie die Fullerene voneinander trennen.

Oberhalb eines Drucks von 32 Gigapascal – entsprechend dem 320 000-Fachen des Atmosphärendrucks – kollabieren die C₆₀-Körper zu ungeordneten Atomhaufen. Doch da jeder Cluster von Xylen-Molekülen umgeben ist, bleibt die großräumige Ordnung des Kristalls trotz der amorphen Anteile bestehen – und auch bei Rückkehr zum Normaldruck erhalten. Aus früheren Untersuchungen weiß man, dass unter hohem Druck gewonnene amorphe Kohlenstoffphasen sehr hart sein können. Das bestätigte sich auch diesmal: Nach dem Ende des Experiment entdeckten die Forscher eine Delle im Diamantstempel der Presse – sie entsprach exakt der Form der hergestellten Probe.