人類歷史上,鉆石一直被視為珍貴的寶藏,代表著財(cái)富、權(quán)力和愛的象征。然而,過(guò)去,我們對(duì)這些閃亮寶石的獲取方式局限于地球深處的開采,直到實(shí)驗(yàn)室種植鉆石的技術(shù)出現(xiàn)。
很久以前,當(dāng)人類對(duì)地球表面下正在發(fā)育的寶藏一無(wú)所知時(shí),地球地下的碳在數(shù)百萬(wàn)年的轉(zhuǎn)變中逐漸融化并形成了鉆石。隨著人類進(jìn)化,鉆石成為一種重要的文化象征,并推動(dòng)了鉆石工業(yè)的發(fā)展。然而,開采鉆石的歷史并不為人所知,而隨著時(shí)間的推移,外包礦山供應(yīng)的問(wèn)題促使人類尋求更好的替代方案。
不斷進(jìn)化的人類發(fā)現(xiàn)了開采鉆石的替代品,即實(shí)驗(yàn)室種植鉆石。 歷史上一個(gè)默默無(wú)聞的名字特雷西·霍爾 (Tracy Hall) 作為實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的創(chuàng)造者登上了頂峰。 霍爾當(dāng)時(shí)在 GE(通用電子公司)工作,在他的努力下,該公司于 1955 年 2 月 14 日宣布首次成功制造合成(實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng))金剛石。 實(shí)驗(yàn)室培育鉆石不是地球開采鉆石的合成替代品,但在光學(xué)、物理和化學(xué)性質(zhì)上與地球開采鉆石相同。 實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的推出震動(dòng)了珠寶界,引發(fā)了一些關(guān)于實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的斷言。
人們質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的真實(shí)性。 他們認(rèn)為這些鉆石是假鉆石。 就像苗圃里種植的植物不是人造的一樣,實(shí)驗(yàn)室里種植的鉆石也不是假的。 為植物提供模擬環(huán)境,以促進(jìn)其生長(zhǎng)并提高其質(zhì)量。 同樣,實(shí)驗(yàn)室培育鉆石是在特定環(huán)境中制造的,可根據(jù)所需需求增強(qiáng)其特性。
這里價(jià)值百萬(wàn)美元的問(wèn)題是如何在實(shí)驗(yàn)室中培育鉆石以及誰(shuí)生產(chǎn)了實(shí)驗(yàn)室培育的鉆石。 實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的根源可以追溯到 1911 年,當(dāng)時(shí)科幻小說(shuō)作家 H.G Wells 在他的著作《鉆石制造者》中描述了一個(gè)在地幔內(nèi)形成鉆石的過(guò)程,可以攜帶鉆石 在地球表面。 在 19 世紀(jì)末和 20 世紀(jì)初,人們對(duì)在實(shí)驗(yàn)室中制造鉆石進(jìn)行了許多猶豫和懷疑的嘗試。 20 世紀(jì) 50 年代中期,科學(xué)家們開始開發(fā)自己的寶石合成方法。 1970 年,首次實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)寶石級(jí)鉆石。 直到 2000 年代初,鉆石都非常小,并且經(jīng)常帶有雜質(zhì),但自過(guò)去五年左右以來(lái),該行業(yè)正在蓬勃發(fā)展,并生產(chǎn)大型無(wú)色鉆石。
這些鉆石可以通過(guò)兩種方式生長(zhǎng),即類似于地球下方發(fā)生的過(guò)程,第二種是科學(xué)家認(rèn)為鉆石是如何在外太空形成的。 受地球地下過(guò)程啟發(fā)的較舊方法是 HPHT(高壓高溫)。 在此過(guò)程中,鉆石專家會(huì)挑選碳源(可能是石墨或鉆石種子),然后將其與其他 15-30 塊碳源一起放置在金屬盤上。 鉆石生長(zhǎng)室是在模仿自然環(huán)境的高度控制環(huán)境下建造的。 溫度升至2600攝氏度。 高溫和壓力有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致裂縫,因此需要密切監(jiān)督。 然后純碳開始熔化并在鉆石起始種子周圍形成。 然后小心地冷卻形成純碳金剛石。
第二種方法的靈感來(lái)自于太空中鉆石的形成。 科學(xué)家們?cè)陔E石中發(fā)現(xiàn)了鉆石的痕跡,這讓好奇的人們產(chǎn)生了一系列假設(shè)。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)冰巨星海王星和天王星上會(huì)下鉆石雨。 這兩顆行星的大氣層中都含有高濃度的甲烷。 這些促使科學(xué)家們對(duì)如何在太空中形成鉆石進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
這些方法的靈感,使得實(shí)驗(yàn)室種植鉆石成為現(xiàn)實(shí)。這科學(xué)家們通過(guò)高壓高溫和化學(xué)氣相沉積(其中在基材上產(chǎn)生碳等離子體,碳原子開始沉積在基材上形成純碳鉆石)等方法在實(shí)驗(yàn)室中成功種植了鉆石。
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