七夕節(jié)前,網(wǎng)上海量出現(xiàn)廉價(jià)鉆戒引發(fā)熱戀青年關(guān)注。鉆石象征著純潔、永恒、璀璨。適婚或已婚男女,是不是都?jí)粝胭?gòu)買(mǎi)一顆甚至多顆大大的鉆石呢?在北京有一個(gè)專(zhuān)門(mén)銷(xiāo)售培育鉆石的門(mén)店,他們的鉆石可與天然鉆石相媲美。
種下一顆種子,能長(zhǎng)出一個(gè)果實(shí),但你聽(tīng)說(shuō)過(guò)種下一顆鉆石,能長(zhǎng)出更大鉆石的方法嗎?
國(guó)家自然博物館古爬行動(dòng)物展廳展示了一個(gè)地層剖面,這個(gè)剖面有一些黑色的物質(zhì)為沉積的煤炭,它的主要成分就是碳。其實(shí),只要條件合適,這些煤也可以變成透亮的鉆石,我們不可能點(diǎn)石成金,但可以變煤為鉆。
鉆石是寶石級(jí)別的金剛石,僅由碳元素構(gòu)成,碳原子間結(jié)構(gòu)牢固,組成正四面體。天然鉆石形成條件十分苛刻,需要很高的溫度和壓力,這個(gè)條件一般只有在地下150—200公里的深度才能達(dá)到。
天然鉆石的礦址非常難選,開(kāi)采方式大多是一些大型機(jī)械,會(huì)破壞地球生態(tài)環(huán)境??茖W(xué)家采用新科技手段,摒棄傳統(tǒng)的礦物開(kāi)采方式,開(kāi)啟了培育鉆石的新賽道。
當(dāng)代比較成熟的鉆石培育方法之一就是高溫高壓法,顧名思義就是模擬鉆石形成時(shí)的高溫高壓環(huán)境,將高純度的石墨作為碳源,放置在生長(zhǎng)艙里,內(nèi)部高溫區(qū)放置石墨,低溫區(qū)放置天然形成的小鉆石。高溫高壓條件下石墨分解成碳原子。在溫度梯度的推動(dòng)下,碳素從高溫高濃度向低溫低濃度區(qū)擴(kuò)散,逐步生長(zhǎng)成鉆石。使用六面壓頂機(jī),10—20克拉人工鉆石培育周期在3周左右,甚至更快。
使用高溫高壓法培育出的鉆石就是真鉆石,再配備多種鑒定證書(shū),物美價(jià)廉,低碳環(huán)保。我們都知道物以稀為貴,但是碳這種元素在地球上本來(lái)就不稀少,所以要排除饑餓營(yíng)銷(xiāo)帶給我們的影響,喜歡鉆石也不必一味追求天然鉆石。
人工培育鉆石未來(lái)大有可為,除了用作寶石裝飾之外,更廣闊的空間還是在工業(yè)上。它是最鋒利的“工業(yè)牙齒”,也是散熱性能極好的功率器件,還可用于空間站宇航員的防輻射面罩。
(作者系北京市科學(xué)技術(shù)研究院2023年科普講解大賽二等獎(jiǎng)獲得者、北科科普宣講團(tuán)成員、國(guó)家自然博物館助理研究員)
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