爆炸冲击过程持续时间极短（10-6 s），并随之产生高温和高压。此外，由于稀疏波的作用，反应产物温度迅速降低（104-106 K/s），在高压相等材料制备方面有独特的优势。实验室利用直接爆炸加载、爆炸驱动飞片加载等多种形式，使碳原子在不同的特定环境下形成不同的碳纳米材料，包括采用爆轰的方法制备纳米金刚石、碳纳米管/磁性纳米颗粒复合材料、碳包覆磁性纳米颗粒复合材料、洋葱碳等，采用冲击波加载干冰、碳酸钙制备了石墨烯和N掺杂石墨烯。相关研究成果发表在Carbon、Nanoscale、Diamond and Related Materials等期刊上。
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图1. 爆轰法合成金刚石
(a)(b) 爆轰合成纳米金刚石TEM；(c) 冲击相变合成聚晶金刚石；(d) 纳米金刚石XRD；(e) 纳米金刚石Raman光谱；(f) 纳米金刚石FTIR结果
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图2. 爆炸合成碳纳米管/铁磁性纳米颗粒复合材料
(a) 爆炸合成碳纳米管/铁磁性纳米颗粒复合材料示意图；(b) 碳纳米管/铁磁性纳米颗粒复合材料XRD结果；(c)-(d)碳纳米管/铁磁性纳米颗粒复合材料TEM结果 |
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图3. 爆炸法制备碳包覆磁性纳米颗粒
(a) 碳包覆磁性材料SEM结果；(b) 碳包覆磁性材料XRD结果；(c)-(e) 碳包覆磁性材料TEM结果
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图4. 爆炸法制备纳米碳洋葱
(a)爆炸合成纳米碳洋葱示意图；(b)(c) 纳米碳洋葱TEM结果；(d) 纳米碳洋葱FTIR结果；(e) 纳米碳洋葱XPS N1s结果
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图5. 飞片加载干冰冲击和成石墨烯
(a) 飞片加载干冰冲击合成石墨烯示意图；(b)(c) 石墨烯TEM结果；(d) 石墨烯SEM结果
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图6. 飞片加载碳酸钙冲击合成氮掺杂石墨烯
(a) 飞片加载碳酸钙冲击合成氮掺杂石墨烯示意图；(b) 氮掺杂石墨烯拉曼光谱；(c)(d) 氮掺杂石墨烯TEM结果；(e) 氮掺杂石墨烯XPS Ns1结果
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