实验室里“种植”钻石,这样的人造钻戒你能接受吗?

近日央视报道,英国一间实验室将钻石“种子”置于含有甲烷和氢气的高温高压环境中,不到几天就“生长”出了一颗颗人造钻石!

英国一实验室“种”出了钻石 

人造钻石虽非新技术,但近年来“种”出来的钻石纯度越来越高,已足以媲美天然钻石。因此,未来它走向宝石市场已成必然趋势。

这是好消息,却让人心情复杂。毕竟,作为身份、财富和爱情等象征的钻石,人造钻石出现后,原本赋予其上的美好寓意还在不在?合成钻石制成的钻戒,你能接受吗?

追求“恒久远”,当然要天然钻戒 

“宝石之王”身世传奇

“钻石恒久远,一颗永流传”,这是一句耳熟能详的广告语。它奠定了钻石在爱情象征和定情信物方面的特殊意义。

钻石作为“宝石之王”,其价值基础在于“美丽”、“耐久”和“稀少”。其他社会和文化意义,都是在此基础上延伸出来的。

钻戒用宝石级金刚石镶嵌制成 

钻石是自然界中硬度最大的物质,摩氏硬度指标为10,因此流传中不会轻易磨损。且经过切割琢磨,会形成耀眼的光芒,非常美丽。

而其实,身份高贵、耀眼夺目的钻石,从物理角度来讲,和煤炭、铅笔芯、蔗糖一样,都是碳元素组成的物质,只是因结构不同,其外表差异实在太大!

切工好的钻石能反射耀眼的光芒 

而说到稀少,就更容易理解。通常我们所说的钻石,其实是天然金刚石的加工成品,是要经过筛选、设计、切割、琢磨的。全世界所产金刚石本来有限,且只有20%宝石级的可做钻石。

也基于此,钻石有个专用的重量单位“克拉”,1克拉等于0.2克。全世界范围内每年加工成的钻石只有400万克拉(800千克)。

每颗钻石都经过精心的设计和琢磨 

说“钻石恒久远”,也在说它的形成时间。钻石是一种非常古老的宝石,从全球所知矿藏的年代看,大部分钻石形成于33亿年前及12-17亿年这两个时期,南非还发现了45亿年前的钻石。这表明钻石在地球诞生后不久便开始结晶孕育了!

自然界中的金刚石产于两种岩石之中,一是金伯利岩,一是钾镁煌斑岩。这两种都是火山岩。这表明金刚石生成于地球内部,随火山喷发才来到了地表。

钻石随火山喷发到达地表 

目前世界上钻石产量居前五位的国家分别是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。其产量占全球总产量的90%左右。

中国金刚石的探明储量和产量均居世界第10名左右。主要产地有辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域。辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

金伯利岩是金刚石母岩之一 

现在世界上最大的钻石是“非洲之星”,原矿是1905年发现于南非的、重达3106克拉的“库里南”金刚石。这块矿石切割成的最大的一颗钻石就是“非洲之星”,后来被镶嵌在英国女王的权杖上。

非洲之星重530.2克拉,即106克,重量约相当于一个小号的鹅蛋!

在非洲发现的另一枚重达706克拉的金刚石 

实验室里“压缩时光”

在地球这个大环境里,金刚石一生长就是几十亿年,但随着现代科技的发展,在人造环境里,漫长的时光被压缩。人们模仿金刚石在地下形成时的高温高压环境,开始了神奇的创造过程。

自然界里的金刚石生成于地下150公里处的岩浆中,后随岩浆喷出地表,凝结于岩石中,再经风化崩裂及流水搬运,沉积于地层中。

金伯利岩崩裂后金刚石随水流搬运沉积于地层中 

人工合成金刚石的原理并不复杂。钻石是自然界中唯一由单一元素(99.98%的碳)形成的结晶体宝石。构成元素简单,在实验室中“培育”就容易,只要模仿出地层深处的那种高温高压环境就行。

人类首次合成金刚石是在1954年。当时有一批电气公司的研究员将碳元素置于高温高压的密闭容器中,偶然生产出了金刚石。

矿床中挖出的金刚石颗粒。不是每颗金刚石都能变身钻石 

但刚开始并没批量生产,因为当时的生产成本甚至高过天然金刚石。并且那一阶段合成的只是金刚石,虽有物理硬度,却无宝石之美。毕竟,金刚石的纯净度达到了宝石级才能制作钻石。

实验室里培育出来的金刚石,主要用在了工业上。比如制作钻头、切割工具、研磨工具等,也可用于半导体、航天和航空工业中。

金刚石的硬度足以轻松划开玻璃 

由于技术的限制,早期的人造金刚石内有培养过程中残留的金属结晶,因此只需要用强力磁铁,就可以把人工金刚石和天然金刚石区分开来。

不过随着技术进步,这种残留基本上已消失。并且人工合成导致的杂色问题,也可以通过后期处理消除,纯度也可媲美自然界宝石级金刚石。这样生产出来的金刚石,再想通过肉眼辨别是不是人造的,已十分困难。专业人士若不借助仪器也难以区分。

天然钻石和合成钻石用肉眼很难区分 

综合来说,实验室里“人工种植”金刚石主要有两类方法。一种就是传统的高温高压合成法,放入碳元素和一粒天然钻石,高温高压下碳原子重新排列组合,在金刚石粒周围结晶。

另一种是化学气相淀积合成法,使天然气和氮气加热后,在压力室里形成碳等离子体,等离子体不断沉积在压力室底部,形成金刚石薄片。

目前,全世界也只有中国和美国、英国、日本等少数国家掌握了人工合成宝石级金刚石单晶的技术。

实验室的高温高压容器,是钻石培养的温床 

人造钻石有没有未来?

无论人工合成技术再先进,合成金刚石毕竟不能等同于天然金刚石。

毕竟,作为宝石,钻石除了具备金刚石的特殊物理属性外,还具有天然稀少性。这一点,人造金刚石是不具备的。

因此,金刚石即便将来大批进入市场,也必须标明其“合成”属性,不然就搞乱了市场,也危及人的情感因素。

作为爱情信物,大概很少人愿意选择合成钻石

在宝石文化中,钻石是权力、威严、地位和富贵的象征。而在现代人心中作为爱情信物和婚姻承诺的钻石戒指,更凸显了其美丽、耐久等属性,这些都是和人工合成宝石格格不入的。

也正基于此,虽然人造技术不断进步,合成钻石的市场前景仍然比较模糊。

当下的钻石文化中融入了人的情感因素 

不过,这也并不意味着合成钻石完全没有市场。毕竟,人类对钻石除了“恒久远”的价值追求,还有时尚装饰的需求。合成钻石在这方面可以发挥其“物美价廉”的优势。

目前合成钻石的成本价格已经下降到了天然钻石的40%,随着技术的发展及市场的拓展,成本还有望降低。这样,它与天然钻石竞争的优势将更突出。

时尚装饰也需要钻石制品,合成钻石就有了发挥空间 

并且,合成钻石还有一个优势,就是它契合了现代人“环保”的价值追求。毕竟,天然钻石矿藏的开采,对自然环境破坏极大,这一点历来备受诟病。而合成钻石的取得不破坏环境,碳排放也少。

东南亚一处矿山现场,金刚石开采对生态环境破坏相当严重 

还有,天然钻石资源存量有限,以现在探明的储量和开采的进度估算,只够人类开采几十年(当然还会有新的矿藏发现)。而在实验室里“种”钻石,可用的碳元素取之不尽用之不竭,几乎没有任何资源压力和矿藏焦虑。

随着科技发展,人造钻石技术也在不断进步

人的观念在变,未来还有无限可能。尽管当前人们对合成钻石还有很大偏见,但未来认同度可能会有所改变。

或许,将来钻石文化需要合成钻石来拯救,亦未可知!

随着社会发展,人们对合成钻石的接受度或许会有所提高 



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