Η ιστορία του συνθετικού διαμαντιού

Το τεχνητό διαμάντι γεννιέται εδώ και 68 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι άνθρωποι βελτιώνουν συνεχώς τη διαδικασία και έχουν επιτύχει καλά αποτελέσματα

 

Οι αρχαίοι Ινδουιστές χρησιμοποιούσαν τα διαμάντια ως μάτια του αγάλματος και πίστευαν ότι τα διαμάντια μπορούσαν να προστατεύσουν τον χρήστη από τον κίνδυνο. Στην αρχαιότητα, η χρήση διαμαντιών θεωρείτο ότι προσθέτει δύναμη, αήττητο και θάρρος. Ένα μικρό διαμάντι είναι ένα τέλειο δώρο τόσο για άνδρες όσο και για γυναίκες. Η λέξη διαμάντι προέρχεται από το ελληνικό «adamas», που σημαίνει ακατάκτητος ή απόρθητος.

Το διαμάντι είναι η αρχική πέτρα του διαμαντιού. Όταν ένα διαμάντι φτάσει στο επίπεδο του πολύτιμου λίθου, μπορεί να ονομαστεί διαμάντι. Οι έξυπνοι κοσμηματοπώλες χρησιμοποιούν τη διαθλαστικότητα του διαμαντιού για να επεξεργαστούν και να αλέσουν το διαμάντι, καθιστώντας το λαμπερό και να γίνει το διαμάντι στα δαχτυλίδια για κορίτσια. Για την παραγωγή 1 καρατίου διαμαντιών, πρέπει να εξορυχθούν 250 τόνοι ακατέργαστου μεταλλεύματος. Και το ίδιο το διαμάντι χρειάζεται πολλή επεξεργασία για να γίνει ένα όμορφο κολιέ ή μέρος του δαχτυλιδιού.

 

 

Το 1772, ο χημικός Lavasi και μαζί τους επανέλαβαν από κοινού το πείραμα, αποδεικνύοντας ότι ακόμη και αν το διαμάντι δεν έρχεται σε επαφή με τον αέρα, δεν μπορεί να καεί ακόμα και αν θερμανθεί. Ωστόσο, όταν έρχεται σε επαφή με αέρα ή οξυγόνο, το διαμάντι μπορεί να καεί όταν θερμαίνεται από έναν μεγάλο συμπυκνωτή. Το σημείο ανάφλεξης του διαμαντιού σε καθαρό οξυγόνο είναι 720 ~ 800 μοίρες , και το σημείο ανάφλεξης στον αέρα είναι μόνο 850 ~ 1000 μοίρες . Το 1797, ο χημικός Smithson Tennant αποκάλυψε ότι το διαμάντι είναι μια απλή ουσία άνθρακα. Διαπιστώθηκε ότι το αέριο που παράγεται από την καύση διαμαντιών είναι ακριβώς το ίδιο με αυτό που παράγεται από την καύση του άνθρακα.

Από τη θερμότητα καύσης, η θερμότητα καύσης του γραφίτη είναι 393 51 kJ/mol, ενώ η θερμότητα καύσης του διαμαντιού είναι 395,41 kJ/mol. Επομένως, ο γραφίτης είναι πιο σταθερός από το διαμάντι σε κανονική θερμοκρασία και πίεση. Το 1799, ο Γάλλος χημικός Molvo μετέτρεψε ένα διαμάντι σε γραφίτη. Φυσικά, υπό κανονικές συνθήκες, το διαμάντι εξακολουθεί να υπάρχει σταθερά και οι άνθρωποι δεν χρειάζεται να ανησυχούν μήπως γίνει γραφίτης. Το πείραμα της μετατροπής του διαμαντιού σε γραφίτη έχει τονώσει την αντίστροφη σκέψη των ανθρώπων. Μπορούμε να μετατρέψουμε τον γραφίτη σε διαμάντι; Από τότε, οι άνθρωποι έχουν δείξει μεγάλο ενδιαφέρον για το πώς να μετατρέψουν τον γραφίτη σε διαμάντι.

 

Ο Movasan μελέτησε μετεωρίτες, μετεωρίτες και πετρώματα που φέρουν διαμάντια και διαπίστωσε ότι εκτός από διαμάντια, περιέχουν επίσης γραφίτη και άμορφο άνθρακα. Μετά από αυτές τις μελέτες, ο Movasan είναι πεπεισμένος ότι το διαμάντι σχηματίζεται από γραφίτη και άμορφο άνθρακα σε περιβάλλον που περιέχει σίδηρο.

 

Έτσι εφηύρε την ακόλουθη μέθοδο κατασκευής διαμαντιών: θέρμανση του μεταλλικού σιδήρου στο χωνευτήριο γραφίτη στον ηλεκτρικό κλίβανο για να λιώσει και κορεσμός του λιωμένου σιδήρου με άνθρακα. Στη συνέχεια, ρίξτε το λιωμένο σίδερο σε κρύο νερό. Όταν ο ανθρακούχος σίδηρος κρυώσει γρήγορα, το εξωτερικό μέταλλο θα στερεοποιηθεί πρώτα, το οποίο θα δημιουργήσει υψηλή πίεση στο εσωτερικό του μετάλλου. Το διαμάντι μπορεί να ληφθεί αφαιρώντας το σίδηρο από στερεό με οξύ.

Στις 6 Φεβρουαρίου 1893, ο Movasan ανέφερε τα αποτελέσματα του πειράματος με τεχνητό διαμάντι στην Ακαδημία Επιστημών, το οποίο προκάλεσε αίσθηση από όλες τις απόψεις. Ως το πρώτο συνθετικό διαμάντι, οι Γάλλοι το ονόμασαν «Regent» και το συγκέντρωσαν στο Λούβρο ως τον πολυτιμότερο θησαυρό. Τότε μια τρέλα με συνθετικό διαμάντι συγκλόνισε τον κόσμο.

 

Ωστόσο, όλα αυτά απέχουν πολύ από την πραγματική κατάσταση. Αν και ο πειραματικός εξοπλισμός έχει βελτιωθεί, πολλές νέες μέθοδοι έχουν διερευνηθεί και η ποσότητα των πρώτων υλών έχει αυξηθεί, αλλά δεν έχουν επιτευχθεί ικανοποιητικά αποτελέσματα. Το τεχνητό διαμάντι δεν είναι μόνο μικρό σε μέγεθος, αλλά και σκούρο χρώμα. Εκείνη την εποχή, υπήρχε ένας από τους μεγαλύτερους και σχεδόν άχρωμους μικρούς κρυστάλλους με διάμετρο μικρότερη από ένα χιλιοστό.

 

 

Το 1955, ο Αμερικανός γενικός ηλεκτρολόγος επιστήμονας FP Bundy and Hall et al. συνθετικό διαμάντι στους 1650 βαθμούς και 95,{3}} ατμοσφαιρική πίεση. Κάτω από παρόμοιες συνθήκες, το προϊόν έχει επαναληφθεί με επιτυχία πολλές φορές. Μέσα από διάφορες φυσικές και χημικές δοκιμές, επιβεβαιώνεται ότι είναι διαμάντι. Στη συνέχεια, οι μέθοδοι παραγωγής συνθετικού διαμαντιού είναι ατελείωτες. Οι επιστήμονες έχουν επίσης εξερευνήσει την τεχνολογία του συνθετικού διαμαντιού χρησιμοποιώντας λιωμένο μέταλλο (Ni, Cr, Mn, Fe, Co, κ.λπ.) ως καταλύτη υπό 5-100kbar υψηλή πίεση και 1200-2400K υψηλή θερμοκρασία. Επί του παρόντος, μπορούν να συντεθούν διαμάντια 10-καρατίων.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να παράγουν τεχνητά διαμάντια από τις στάχτες των νεκρών κατοικίδιων ζώων. Το αποκαλούν "LifeGem", το οποίο είναι ένα αναμνηστικό κόσμημα υψηλής ποιότητας από το πολύτιμο κατοικίδιό σας. Τα πραγματικά διαμάντια μπορούν επίσης να γίνουν από φυστικοβούτυρο. Ωστόσο, η κατασκευή αυτού του διαμαντιού απαιτεί εξαιρετικά περίπλοκο επιστημονικό εξοπλισμό και μπορεί να αντέξει υψηλή θερμοκρασία και πίεση, επομένως είναι εντελώς περιττό να βιαστείτε στο σούπερ μάρκετ για να αγοράσετε τώρα όλο το φυστικοβούτυρο. Στα μάτια των επιστημόνων υλικών, το διαμάντι είναι απλώς ένας κρύσταλλος από σχετικά καθαρό άνθρακα και δεν υπάρχει κάτι το ιδιαίτερο.