七夕节前,网上海量出现廉价钻戒引发热恋青年关注。钻石象征着纯洁、永恒、璀璨。适婚或已婚男女,是不是都梦想购买一颗甚至多颗大大的钻石呢?在北京有一个专门销售培育钻石的门店,他们的钻石可与天然钻石相媲美。
种下一颗种子,能长出一个果实,但你听说过种下一颗钻石,能长出更大钻石的方法吗?
国家自然博物馆古爬行动物展厅展示了一个地层剖面,这个剖面有一些黑色的物质为沉积的煤炭,它的主要成分就是碳。其实,只要条件合适,这些煤也可以变成透亮的钻石,我们不可能点石成金,但可以变煤为钻。
钻石是宝石级别的金刚石,仅由碳元素构成,碳原子间结构牢固,组成正四面体。天然钻石形成条件十分苛刻,需要很高的温度和压力,这个条件一般只有在地下150—200公里的深度才能达到。
天然钻石的矿址非常难选,开采方式大多是一些大型机械,会破坏地球生态环境。科学家采用新科技手段,摒弃传统的矿物开采方式,开启了培育钻石的新赛道。
当代比较成熟的钻石培育方法之一就是高温高压法,顾名思义就是模拟钻石形成时的高温高压环境,将高纯度的石墨作为碳源,放置在生长舱里,内部高温区放置石墨,低温区放置天然形成的小钻石。高温高压条件下石墨分解成碳原子。在温度梯度的推动下,碳素从高温高浓度向低温低浓度区扩散,逐步生长成钻石。使用六面压顶机,10—20克拉人工钻石培育周期在3周左右,甚至更快。
使用高温高压法培育出的钻石就是真钻石,再配备多种鉴定证书,物美价廉,低碳环保。我们都知道物以稀为贵,但是碳这种元素在地球上本来就不稀少,所以要排除饥饿营销带给我们的影响,喜欢钻石也不必一味追求天然钻石。
人工培育钻石未来大有可为,除了用作宝石装饰之外,更广阔的空间还是在工业上。它是最锋利的“工业牙齿”,也是散热性能极好的功率器件,还可用于空间站宇航员的防辐射面罩。(康月蓝)
(作者系北京市科学技术研究院2023年科普讲解大赛二等奖获得者、北科科普宣讲团成员、国家自然博物馆助理研究员)
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