Από τον Andrew Evans

Τα φυσικά διαμάντια δημιουργούνται βαθιά μέσα στη Γη όπου, πολύ σπάνια, με τα σωστά συστατικά και τη σωστή θερμοκρασία και πίεση συγκεντρώνονται και στη συνέχεια μεταφέρονται για εκατομμύρια χρόνια στην επιφάνεια.

Η μεγαλύτερη εταιρεία διαμαντιών στον κόσμο η De Beers, ανακοίνωσε πρόσφατα ότι θα ξεκινήσει την πώληση συνθετικών πολύτιμων λίθων και διαμαντιών για πρώτη φορά στην 130ετή ιστορία της.
Τα τεχνητά διαμάντια έχουν κατασκευαστεί από τη δεκαετία του 1950, αλλά η De Beers έχει αντισταθεί από καιρό στη μετάβαση στη συνθετική αγορά.
Η εταιρεία πιστεύει τώρα ότι η τεχνολογία είναι αρκετά αποδοτική ώστε να παράγει μεγάλες ποσότητες συνθετικών διαμαντιών με την ποιότητα των καλύτερων πολύτιμων λίθων.
Το διαμάντι εκτιμάται ιδιαίτερα ως διαφανής πολύτιμος λίθος και ανθεκτικός όπως κανένας άλλος. Είναι επίσης ένα από τα σκληρότερα πετρώματα με την αίσθηση του κρύο στην αφή του.
Όλα αυτά τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά εξαρτώνται από την απόλυτα τακτική διάταξη των ατόμων μέσα στον κρύσταλλο διαμαντιών και όλα αυτά τα άτομα είναι ακριβώς τα ίδια - είναι άνθρακας.
Μικρές ατέλειες σε αυτή τη διάταξη, αν ένα άτομο που βρίσκεται σε λάθος μέρος, λείπει ή διαφορετικό στοιχείο, μπορεί να οδηγήσει σε τεράστιες αλλαγές στο χρώμα του διαμαντιού.

Για παράδειγμα, η αντικατάσταση ενός ατόμου άνθρακα σε κάθε 10.000 με ένα άτομο αζώτου θα μετατρέψει το χρώμα σε ένα διαφανές καφέ.
Η απόκτηση ατόμων άνθρακα σε αυτό το τέλειο κρύσταλλο δεν είναι εύκολη και δεν μπορεί να συμβεί φυσικά στην επιφάνεια της Γης, αφού ο άνθρακας εδώ προτιμά να σχηματίζει κρυστάλλους από γραφίτη, το μαλακό μαύρο υλικό που χρησιμοποιούμε σε μολύβια.
Σε αυτό το περιβάλλον, τα άτομα άνθρακα τείνουν επίσης να προσκολλώνται πιο εύκολα σε άλλα άτομα όπως το οξυγόνο και το υδρογόνο από το ένα στο άλλο.
Τα φυσικά διαμάντια δημιουργούνται βαθιά μέσα στη Γη όπου, πολύ σπάνια, με τα σωστά συστατικά και τη σωστή θερμοκρασία και πίεση συγκεντρώνονται και στη συνέχεια μεταφέρονται για εκατομμύρια χρόνια στην επιφάνεια.

Τα πρώτα τεχνητά διαμάντια έγιναν στο εργαστήριο με την αναπαραγωγή αυτών των συνθηκών σε τεράστιες μηχανές και αυτός εξακολουθεί να είναι ο τρόπος με τον οποίο γίνονται σήμερα μικρά διαμάντια για βιομηχανικά εργαλεία κοπής.
Είναι επίσης δυνατή η κατασκευή κρυστάλλων τεχνητού διαμαντιού υψηλής ποιότητας με την αύξηση των στρωμάτων των ατόμων άνθρακα μία φορά τη φορά χρησιμοποιώντας μεθάνιο. Αυτό γίνεται με την απομάκρυνση του υδρογόνου από μόρια μεθανίου σε σούπερ καθαρά δοχεία χρησιμοποιώντας ζεστά πλαστικά.
Όλος ο άνθρακας στη συνέχεια αναγκάζεται να αναπτυχθεί σε κρυστάλλους διαμαντιού, αντί σε έναν από τους πολλούς άλλους τύπους άνθρακα όπως γραφίτη.

Η πρόκληση είναι να καταστεί η διαδικασία αυτή, γνωστή ως χημική εναπόθεση ατμού, αποδοτική από πλευράς κόστους. Η De Beers πιστεύει τώρα ότι έχει φτάσει στο σημείο αυτό και σχεδιάζει να επεκτείνει την παραγωγή στη μονάδα της στο Ascot στο Ηνωμένο Βασίλειο και σε ένα νέο εργοστάσιο με διαμάντια στις ΗΠΑ.
Ο έλεγχος της καθαρότητας αυτών των κρυστάλλων ανοίγει επίσης νέες ευκαιρίες για τη χρήση διαμαντιού. Για παράδειγμα, είναι δυνατόν να χρησιμοποιούμε κάθε ατομική ακαθαρσία ως μικροσκοπικό φακό που παράγει ένα μοναδικό σωματίδιο φωτός ελεύθερο από παρεμβολή από τα γειτονικά του άτομα στον κρύσταλλο.
Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση ενός μόνο bit πληροφοριών για έναν ειδικό “κβαντικό” υπολογιστή. Οι ακαθαρσίες του βορίου, καθώς και η παραγωγή βαθιών μπλε ή μαύρων διαμαντιών, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαμαντιών που εκτελούν ηλεκτρική ενέργεια, παρέχοντας ένα εναλλακτικό υλικό σε πυρίτιο ή μέταλλα σε ακραίες συνθήκες, όπως στο διάστημα.
Κάθε φυσικό διαμάντι φέρει ενδείξεις για τη μοναδική του ιστορία και είναι πιθανό να αποκαλύψει την προέλευσή του επιθεωρώντας τα με τα τελευταία σύγχρονα όργανα.
Τα τεχνητά διαμάντια φέρουν επίσης αυτές τις πληροφορίες και οι διαφορές στον τρόπο με τον οποίο λάμπουν στο υπεριώδες φως χρησιμοποιούνται τακτικά για να διαχωριστούν οι φυσικοί από τους συνθετικούς πολύτιμους λίθους.
Έτσι, ακόμη και αν η τελειότητα του διαμαντιού δεν μπορεί να αμφισβητηθεί από το ανθρώπινο μάτι, οι μικροσκοπικές ατέλειές του είναι πάντα εκεί για να αποκαλύψουν τις κρυμμένες ιστορίες τους και την ατομικότητά τους.

Ο Andrew Evans είναι καθηγητής φυσικής των υλικών στο Πανεπιστήμιο Aberystwyth. Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στο «The Conversation»