De hårdaste, vackraste och dyraste mineralerna i världen är diamanter. De bildaspå ett djup av cirka 200 kilometerunder jord under förhållanden med högt tryck och 1000-graders värme.Höga temperaturer och tryck under miljarder år påverkar kol, och det förvandlas till ett vackert mineral med en kristallin struktur. Från djupet av vår planet stiger diamanter till ytan som ett resultat av vulkanisk aktivitet. Det är mycket svårt att utvinna detta dyrbara material, varför det kostar mycket pengar. Med tiden har forskare lärt sig att göra konstgjorda diamanter av kol som är helt identiska med riktiga. Det är egentligen ingen skillnad mellan dem, men konstgjorda stenar är billigare eftersom deras tillverkning inte tar miljarder år, utan bara några veckor. Det verkar som att konstgjorda diamanter snart kommer att bli ännu mer tillgängliga, eftersom forskare har hittat ettsätt att producera dem på 150 minuter.
En vacker diamant kan skapas i laboratoriet på bara 2,5 timmar
< p class="toc_title">Innehåll
- 1 Hur konstgjorda diamanter skapas
- 1.1 Kemisk ångavsättning
- 1.2 Vad är det HPHT-diamanter
- 2 Det snabbaste sättet att skapa diamanter
Hur skapas konstgjorda diamanter
Det första steget mot att skapa konstgjorda diamanter togs för mer än 200 år sedan. Då lyckades den engelske kemisten Smithson Tennant att helt bränna en riktig diamant. Efter detta experiment lärde sig forskare för första gången att det dyrbara mineralet helt består av rent kol. Efter en tid vände forskare processen och lärde sig att förvandla kol tillbaka till diamanter. Idag finns det flera sätt att tillverka syntetiska diamanter.
Engelske kemisten Smithson Tennant är konstgjorda diamanters fader. Bildkälla: Smithsonian Magazine
Den mest grundläggande artikeln om ämnet:Hur bryts diamanter och var de kommer ifrån
Kemisk ångdeposition
Den första tekniken kallaskemisk ångdeposition (CVD).När du använder denna metod skapar specialister en speciell kammare med kontrollerat tryck och temperatur. Sedan pumpas en av gaserna som innehåller kol, till exempel metan, in i den. Den här gången går det igenom filter så att det i slutändan bara blir rent kol kvar. De resulterande kolatomerna lägger sig sedan på ytan av ett speciellt substrat och bildar en diamant.
Konstgjorda diamanter kan komma i olika former, färger och storlekar. Bildkälla: Russian Jeweller Magazine
Detta är också intressant:Forskare har förklarat hur diamanter stiger från djupet till jordens yta
Vad är HPHT diamanter
Det finns också HPHT-diamanter.Med denna teknik placeras även ett ämne som innehåller kol (till exempel grafit) i en kammare med hög temperatur och högt tryck. I förhållanden som i jordens djup börjar kol förvandlas till kristaller. Efter kylning skaffar kristallografispecialister en konstgjord ädelsten.
Oavsett vilken teknik som används är konstgjorda diamanter av samma kvalitet. Bildkälla: Phone Arena
Detta är en mycket kort och förenklad beskrivning av hur man skapar konstgjorda diamanter. All teknik kräver användning av mycket höga temperaturer på mer än 1000 grader Celsius och tryck, som i jordens djup. Processen att skapa syntetiska diamanter tar, om än inte en miljard år, flera veckor. Nyligen forskareminskat denna tid till 150 minuter.
Läs också:Forskare har på konstgjord väg skapat diamanter och en ny typ av vatten från plast
Den snabbaste sätt att skapa diamanter
Författarna till den nya kristalltillverkningstekniken är forskare från Sydkorea. För att skapa diamanterkrävs det fortfarande temperaturer i området 1025 grader Celsius.Ny teknikkräver dock ett tryck på endast 1 atmosfärdetta är ungefär detsamma som trycket vid havsnivån. Vanligtvis krävs tiotusentals gånger mer tryck för att bilda kristaller av kol. Och viktigast av allt, processen tar bara 150 minuter, det vill säga cirka 2,5 timmar.
Kärnan i den nya tekniken är att forskare löste upp rent kol i en komplex blandning av flytande metaller. Tack vare användningen av gallium, järn, nickel och kisel lyckades de minska tryckkraven. De smälta metallerna hälldes i en grafitkropp med hjälp av ett vakuumsystem som gör att blandningen snabbt kan värmas och kylas. Forskare använde en blandning av metan och väte som en källa till rent kol.
Diamantfilm odlad i flytande metall under ett mikroskop. Bildkälla: vetenskaplig tidskrift Nature
Under de förhållanden som skapades av den flytande metallen började kolet som frigjordes från metan förvandlas till kristaller. Rudimenten av diamanter började bildas på ytan redan 15 minuter efter processens början. Och efter 2,5 timmar fick forskare en kontinuerlig diamantfilm. Forskare tror att de i framtiden kommer att kunna uppnå ännu mer imponerande resultat. Till exempel hoppas de få fler diamanter genom att helt enkelt öka ytan för att bilda en diamantfilm.
Varje dag dyker det upp informativa artiklar i vår Telegram-kanal som inte finns på sajten. Se till att prenumerera och läs!
Om den nya tekniken slår rot kan kostnaden för diamanter minska avsevärt. Men detta gäller bara konstgjorda smycken, som har formats i djupet av vår planet i miljarder år, kommer alltid att värderas högt. Den dyraste diamanten i världen är rosa, och dess pris är särskilt högre eftersom den bildades under ännu svårare förhållanden än de andra.