金刚石纳米线是一种特殊的金刚石基材料。其中碳原子形成化学键的方式与金刚石类似，因此与金刚石有着相似的性质（硬度、绝缘性、稳定性等）。不同于金刚石的三维网络结构，金刚石纳米线在长度方向可以无限生长，但在另外两个方向却非常细（~0.5纳米），仅相当于一根头发丝（~50微米）的1/100000。这种特殊的结构使该材料具有与碳纳米管相当或更高的拉伸强度，同时还具有极强的柔韧性。2015年，美国科学家首次以苯为原料在20万个大气压下合成了金刚石纳米线。随后科学家通过选择不同的芳香分子作为原料，在高压下相继合成了一系列含有其它元素的金刚石纳米线。然而，这些金刚石纳米线内部原子连接的有序性较差，常形成混合物，阻碍了进一步的研究和应用。

在新研究中，研究人员发现产物有序性差的原因是合成反应的选择性较差。苯环上的原子全部为碳原子，高压下都可以参与聚合反应，导致反应的混乱度增加。因此，研究人员用均三嗪代替苯作为合成金刚石纳米线的原料，提高了反应物分子中不同位置原子的反应选择性，最终首次合成得到高度有序的晶化纳米线。随后，研究人员确定了所得到的纳米线具有专一的tube（3,0）结构，纳米线之间具有理想的六方堆积，而沿纳米线方向存在一定的无序。研究人员通过质谱手段表征了反应中间体，确定了反应单体之间的碳—氮成键方式，并结合理论计算发现三嗪单体在压力下发生了连续的[1,3,5]协同加成反应，最终生成了tube（3,0）结构纳米线。

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https://doi.org/10.1073/pnas.2201165119