碳是构成有机生命体的基础元素，对人类的生存、日常生活和物质生产均发挥着不可或缺的独特作用。碳具有多种同素异形体，目前已知的有石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米 管、石墨烯、石墨炔等。这些碳同素异形体展现出了非常独特的物理化学特性，它们的出现极大地推动了科技的发展。一直以来，人们探索新型碳材料的脚步从未停止过。 

在本研究中，他们采用富勒烯C60在高温高压下截获了一种sp2-sp3混合杂化的新型非 晶碳（AM-III）材料。这种非晶碳内部的sp3成分高达94 %，结构中的无序单元平均尺寸约 为4Å，衍射信息表明其结构主要由类金刚石四面体无序连接构成，没有类石墨的组织结构，与前人报道过的非晶碳结构明显不同。 

AM-III的密度高达3.30 g/cm3，与金刚石相当；其维氏硬度HV高达113 GPa，努氏硬度 为72 GPa，可刻划单晶金刚石的（001）面（HV=103 GPa）；其纳米压痕硬度为103 GPa，高于文献报道的类金刚石非晶碳薄膜（ta-C）的最高硬度值；其微米尺度柱体的压缩强度 高达70 GPa，与金刚石相媲美。因此，这是迄今为止发现的最硬、最强的非晶材料。此外，这种非晶碳是一类光学透明的半导体材料，带隙介于1.5-2.2 eV之间，与最常用的半导体 非晶硅（a-Si:H）薄膜的带隙相当，在光伏领域具有潜在的应用前景。

该成果已获得中国 发明专利（专利号：ZL201910085279.0）和日本专利（专利号：JP2020-009244）授权。该 成果得到了国家自然科学基金项目 （52090020、51722209、51672238、91963203、 52025026、51525205、U20A20238）和国家重点研发计划项目 （2018YFA0703400）的资助。