Paano nilikha ang mga kulay na diamante na gawa ng tao sa mga laboratoryo?

Panimula

Ang mga diamante ay palaging nabihag sa amin ng kanilang kamangha -manghang kagandahan at ningning. Kasaysayan, ang mga diamante ay nabuo nang malalim sa loob ng mantle ng lupa sa milyun -milyong taon, sumailalim sa matinding init at presyon. Gayunpaman, sa mga nagdaang taon, ang mga siyentipiko ay nakabuo ng mga diskarte sa groundbreaking upang lumikha ng mga kulay na gawa ng tao sa mga laboratoryo. Ang mga diamante na lumalaki sa lab na ito ay nagpapakita ng parehong kemikal at pisikal na mga katangian tulad ng kanilang likas na katapat, na nagpapahintulot sa amin na tamasahin ang mga nakamamanghang gemstones nang walang mga alalahanin sa kapaligiran na nauugnay sa tradisyonal na pagmimina ng brilyante. Sa artikulong ito, galugarin namin ang kamangha-manghang proseso ng paglikha ng mga kulay na diamante na gawa ng tao at ang hindi kapani-paniwalang teknolohiya na ginagawang posible.

Ang agham sa likod ng mga kulay na gawa ng tao

Ang paglikha ng mga kulay na diamante sa mga laboratoryo ay nagsasangkot ng pag -urong ng matinding kondisyon na nangyayari nang natural na malalim sa loob ng lupa. Tatlong pangunahing pamamaraan ang ginagamit: mataas na temperatura ng mataas na presyon (HPHT), pag-aalis ng singaw ng kemikal (CVD), at pag-iilaw.

1. Mataas na temperatura na mataas na presyon (HPHT)

Ang pamamaraan ng HPHT ay ginagaya ang natural na proseso ng pagbuo ng brilyante sa pamamagitan ng pagsasaayos ng isang mapagkukunan ng carbon, tulad ng grapayt, sa matinding presyon at temperatura. Ang isang maliit na brilyante ng binhi ay inilalagay sa loob ng isang kapsula kasama ang mapagkukunan ng carbon, at ang buong pag -setup ay pinainit sa humigit -kumulang na 1,500 degree Celsius. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang carbon ay natutunaw at umuusbong sa binhi ng brilyante, unti -unting lumalaki ang isang mas malaking brilyante.

Ang presyon ay pinananatili sa paligid ng 5 gigapascals, katumbas ng halos 725,000 pounds bawat square inch. Nakamit ito gamit ang mga hydraulic press na may mga anvils na binubuo ng mga superhard na materyales tulad ng Tungsten Carbide. Ang prosesong ito ay maaaring tumagal kahit saan mula sa ilang araw hanggang ilang linggo, depende sa nais na laki ng brilyante. Kasunod nito, ang mga diamante ay maingat na pinalamig sa paglipas ng panahon upang mabawasan ang stress at maiwasan ang mga bali.

Habang ang pamamaraan ng HPHT ay maaaring makagawa ng walang kulay na mga diamante, ito ay partikular na epektibo sa paglikha ng magarbong kulay na diamante. Sa panahon ng proseso ng paglago ng HPHT, ang mga elemento ng bakas, tulad ng nitrogen, boron, o hydrogen, ay maaaring ipakilala, na nagpapahiwatig ng isang mayamang palette ng mga kulay, kabilang ang dilaw, asul, at kahit na bihirang mga kulay tulad ng pula at berde.

2. Chemical Vapor Deposition (CVD)

Ang pamamaraan ng CVD ay gumagamit ng isang reaksyon ng kemikal upang mapalago ang mga diamante mula sa isang gas na mayaman sa carbon, karaniwang mitein, sa isang silid ng vacuum. Sa loob ng silid, isang substrate, madalas na isang patag na plato ng brilyante, ay nakalantad sa gas, at ang mga carbon atoms ay nagsisimulang sumunod sa ibabaw nito, atom sa pamamagitan ng atom, na bumubuo ng isang brilyante.

Upang simulan ang proseso, ang isang bola ng plasma ay nilikha gamit ang mga microwaves o iba pang mga mapagkukunan ng enerhiya. Sinira ng plasma ang mga molekula ng gas, naglalabas ng mga carbon atoms. Ang mga carbon atoms pagkatapos ay tumira sa substrate, lumalagong layer sa pamamagitan ng layer upang lumikha ng isang brilyante. Ang rate ng paglago ay maaaring mag -iba, na may mas makapal na mga diamante na nangangailangan ng mas mahabang oras ng paglago.

Pinapayagan ng CVD para sa higit na kontrol sa mga impurities sa loob ng lattice ng brilyante, na nagreresulta sa mga diamante na may pambihirang kulay at kalinawan. Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga tukoy na gas o pagdaragdag ng mga minuto na halaga ng iba pang mga elemento sa panahon ng paglago, ang mga siyentipiko ay maaaring lumikha ng magagandang kulay na diamante. Halimbawa, ang pagdaragdag ng nitrogen ay maaaring makagawa ng dilaw o orange hues, habang ang pagdaragdag ng boron ay maaaring magbunga ng mga asul na diamante.

3. Pag -iilaw

Ang pag-iilaw ay nagsasangkot ng paglalantad ng natural o lab na may edad na mga diamante sa kinokontrol na radiation upang mabago ang kanilang kulay. Sa prosesong ito, ang mga diamante ay binomba ng mga particle ng high-energy, karaniwang mga electron o neutrons. Ang radiation na ito ay nagdudulot ng ilang mga depekto sa atomic sa loob ng istraktura ng brilyante, binabago ang paraan ng pakikipag -ugnay sa ilaw sa gemstone at nagreresulta sa isang natatanging pagbabago ng kulay.

Matapos ang hakbang sa pag -iilaw, ang mga diamante ay sumasailalim sa isang proseso ng paggamot sa init upang ma -optimize ang kanilang kulay. Makakatulong ito na patatagin ang kulay at tinanggal ang anumang hindi kanais -nais na mga epekto na dulot ng radiation. Ang paggamot ng init ay maaaring gawin sa mga temperatura hanggang sa 1,000 degree Celsius.

Mahalagang tandaan na ang pag-iilaw ay pangunahing ginagamit upang mapahusay ang kulay ng mga diamante, kabilang ang magarbong kulay na diamante. Ang mga likas na may kulay na diamante ay maaari ring sumailalim sa pag-iilaw upang lalo pang palakasin ang kanilang kulay. Gayunpaman, ang proseso ay maingat na naayos, at ang lahat ng mga irradiated diamante ay dapat na malinaw na isiwalat sa mga mamimili.

Ang mga bentahe ng mga may kulay na mga diamante na may kulay na lab

Ang paglikha ng mga kulay na gawa ng tao sa mga laboratoryo ay nag-aalok ng maraming makabuluhang pakinabang sa mga natural na diamante. Galugarin natin ang ilan sa mga pakinabang na ito:

1. Mga pagsasaalang -alang sa etikal at kapaligiran

Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng mga may kulay na mga diamante na may edad na mga diamante ay ang kanilang etikal at epekto sa kapaligiran. Ang tradisyunal na pagmimina ng brilyante ay madalas na nagsasangkot ng mga nakapipinsalang epekto sa mga ekosistema, pagsasamantala sa paggawa, at maging ang pagpopondo ng mga salungatan sa ilang mga rehiyon. Ang mga diamante na may edad na lab, sa kabilang banda, ay may isang minimal na yapak sa kapaligiran dahil nangangailangan sila ng mas kaunting enerhiya at hindi nag-aambag sa deforestation o polusyon sa ilog.

Bukod dito, ang epekto sa lipunan ng mga diamante na lumaki ng lab ay positibo rin. Nagbibigay sila ng isang napapanatiling alternatibo, pag -aalaga ng patas na kasanayan sa paggawa, at pagsuporta sa mga lokal na ekonomiya nang walang mga alalahanin sa etikal na nauugnay sa natural na pagmimina ng brilyante.

2. Higit na pag -access at kakayahang magamit

Nag-aalok ang mga may kulay na lab na may kulay na mga diamante sa mga nakamamanghang gemstones na dating isang luho para sa karamihan. Ang kinokontrol na proseso ng paggawa ay nagbibigay -daan sa mga alahas na lumikha ng isang malawak na hanay ng mga kulay at sukat, tinitiyak ang isang mas malawak na pagpili para sa mga customer. Bilang karagdagan, ang mga diamante na lumalaki sa lab ay karaniwang mas abot-kayang kaysa sa kanilang mga likas na katapat, na ginagawang mas madaling ma-access ang mga kulay na diamante sa isang mas malawak na madla.

Bukod dito, ang teknolohiya sa likod ng mga kulay na diamante na gawa ng tao ay nagbibigay-daan para sa pagpapasadya. Ang mga customer ay maaaring pumili ng mga tukoy na kulay at sukat, na nagreresulta sa mga isinapersonal na mga piraso ng alahas na naaayon sa kanilang mga kagustuhan.

3. Pambihirang kagandahan at kalidad

Ang mga may kulay na mga diamante na may kulay na lab ay nagtataglay ng parehong kemikal at pisikal na mga katangian tulad ng mga natural na diamante, na ginagawa silang halos hindi maiintindihan sa hubad na mata. Ipinakita nila ang parehong sunog, ningning, at scintillation na gumawa ng mga diamante na kanais -nais sa buong kasaysayan.

Bukod dito, sa mga pagsulong sa mga diskarte sa laboratoryo, ang mga siyentipiko ay maaaring lumikha ng mga diamante na may pambihirang kulay at kalinawan. Ang kinokontrol na kapaligiran ay nagbibigay-daan sa paglaki ng malaki, de-kalidad na kulay na mga diamante na maaaring bihira o kahit na wala sa kalikasan. Binubuksan nito ang mga bagong posibilidad para sa mga taga -disenyo ng alahas upang lumikha ng mga natatangi at nakakagulat na mga piraso.

Sa konklusyon

Ang paglikha ng mga may kulay na mga diamante na gawa ng tao sa mga laboratoryo ay nagbago ng industriya ng brilyante. Sa mga makabagong pamamaraan tulad ng HPHT, CVD, at pag-iilaw, maaaring muling likhain ng mga siyentipiko ang nakakagulat na kagandahan ng natural na kulay na diamante habang tinitiyak ang isang napapanatiling at etikal na hinaharap. Nag-aalok ang mga may kulay na lab na may kulay na mga diamante para sa magagandang alahas at magbigay ng isang naa-access at responsableng alternatibo sa maginoo na pagmimina ng brilyante. Habang ang teknolohiya ay patuloy na sumusulong, maaari nating sabik na maasahan ang mas kapansin -pansin at masiglang hiyas upang palamutihan ang ating buhay.