“鉆石恒久遠,一顆永流傳”。鉆石因其珍稀、璀璨奪目而深受人們追捧,被譽為寶石之王,被視作矢志不渝愛情和永恒婚姻的象征,正是因為這個觀念讓鉆石變得供不應求,成為當今社會婚禮的必需品。
天然鉆石的原始形態(tài)是金剛石,它是一種由碳元素組成的礦物,是石墨的同素異形體。它往往“藏身”于地球深處約150公里處,在極高的壓力和超過1000℃的環(huán)境下,經(jīng)過數(shù)十億年才能形成。
但是隨著科技的發(fā)展,使用頭發(fā)、骨灰等制作的人工鉆石在短短數(shù)天內(nèi)就可以合成,是不是覺得不可思議?
青絲鉆?情思鉆?頭發(fā)居然可以做鉆石?
2007年,美國LifeGem公司利用人工合成鉆石技術,從著名音樂家貝多芬留存的頭發(fā)中提取出130 mg的碳元素,制作成三顆藍色寶石,并在拍賣場上拍賣,起拍價就高達5萬美元。之后,該公司又將一縷邁克爾·杰克遜的頭發(fā)制作成了鉆石。
在中國的傳統(tǒng)文化中有“結(jié)發(fā)為夫妻,恩愛兩不疑”的說法,頭發(fā)成為中國人表達相思相戀之情的特殊載體,與鉆石的意義不謀而合。因此,市場上出現(xiàn)了青絲鉆、情思鉆和傾思鉆等諧音命名的人工定制鉆石,賦予發(fā)絲鉆獨特的紀念意義,以此來吸引消費者。
說到這里,肯定有小伙伴問,頭發(fā)和鉆石看起來毫不相關的,是如何被做成鉆石的呢?
頭發(fā)主要由角蛋白組成,有一定的耐熱性,在真空條件下,當溫度超過一定限度,頭發(fā)就會發(fā)生碳化。碳化后的頭發(fā)只剩下碳元素,而鉆石是由碳元素組成的,也就是說只要把頭發(fā)中的碳元素提取出來,就可以用來制作鉆石。
具體來講,是這樣的:
首先取一些頭發(fā)并把它磨成粉末,在1800-3000攝氏度的真空高溫環(huán)境下碳化,然后再進行提純進一步去除雜質(zhì)。
接著,通過高溫高壓法合成鉆石,把碳化后的頭發(fā)和其他材料送入高溫高壓環(huán)境,耐心等待鉆石原石“長成”。
最后,對得到的鉆石原石進行加工,去除雜質(zhì),打磨成型,就可以得到成品鉆石了。
碳化后頭發(fā)中所保留的元素不同,還能制作出顏色不一樣的鉆石。是不是很神奇?
想起自己洗頭時掉下來一堆纏繞的發(fā)絲一陣心痛,這哪里掉的是頭發(fā)啊,是鉆石?。?/span>
頭發(fā)是如何做成鉆石的?
把頭發(fā)做成鉆石的方法主要包括高溫高壓法(HTHP)和化學氣相沉積法(CVD)。
合成鉆石最早在1954年就出現(xiàn)了,用的就是高溫高壓法,其原理是模擬天然金剛石的生長環(huán)境,將石墨粉在超高溫、高壓條件下合成鉆石。
高溫高壓法也稱溫度梯度法、溫度差法、靜壓觸媒法。簡單講就是以一顆微小的金剛石為“種子”,以純碳材料(如石墨)作為原料在超高溫、高壓條件下熔化分解為碳原子,借助金屬觸媒作用向鉆石“種子”移動并結(jié)晶,形成更大鉆石晶體,但同時構(gòu)成觸媒的金屬原子或多或少會進入金剛石晶格。
這種方法是國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)上應用最廣泛的超硬材料合成法,絕大部分實驗室培育鉆石也是用這種方法生產(chǎn)的。該方法合成培育鉆石以塔狀為主,生長速度快、成本低、顏色較好、純凈度稍差,但綜合效益具有優(yōu)勢,特別是在1-5克拉培育鉆石合成方面具有明顯優(yōu)勢。
化學氣相沉積法合成鉆石的原理是通過創(chuàng)造高溫低壓環(huán)境,借助金屬催化劑作用從含碳氣體中分離出活性碳原子后,以結(jié)晶形式沉積在較小的鉆石基材上交互生長成大顆粒金剛石晶體。相較于高溫高壓法,化學氣相沉積法合成培育鉆石呈板狀,顏色不易控制、培育周期較長、成本較高,但純凈度高,較適宜合成5克拉以上培育鉆石。
因此,理論上只要是含碳類的物質(zhì)經(jīng)過提碳及石墨化或者轉(zhuǎn)化成為甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體,都可以通過以上技術制作為鉆石,而頭發(fā)中含碳量45%左右,骨灰當中含碳量2%左右,符合人工鉆石合成的必要條件。
頭發(fā)做成的鉆石與天然鉆石有什么區(qū)別?
天然鉆石的形成需要幾十億年時間,但在實驗室培育出一顆鉆石,只需要幾個星期就能完成,成本僅為天然鉆石價格的1/4-1/8。而且實驗室培育鉆石品質(zhì)精良,外觀與天然鉆石沒有差異。那么問題來了,我們該如何區(qū)分實驗室培育鉆石和天然鉆石呢?
我們?nèi)搜劭雌饋恚瑢嶒炇遗嘤你@石和天然鉆石并沒有什么區(qū)別,只有在寶石鑒定所使用專門的儀器才能對其進行鑒別。因此,也有很多人會把人工鉆石認為是“假鉆石”。
然而,2018年美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會(FTC)重新劃分了鉆石定義,把實驗室培育鉆石歸為鉆石大類;國際權(quán)威珠寶鑒定及分級機構(gòu)GIA也在2019年宣布,使用“實驗室培育鉆石”替代“合成鉆石”,這意味著鉆石界重新定義了培育鉆石的身份。
一顆高品質(zhì)的發(fā)絲鉆從實驗室培育出來,必須經(jīng)過頭發(fā)提碳,石墨化和生長等,通過一系列科技含量較高的技術培養(yǎng)出的鉆石純度達到天然鉆石4C的要求,品質(zhì)高于一般的人造鉆石,紀念意義獨特。
但是,在制備合成鉆石的過程中,由于生物碳源轉(zhuǎn)化為高純度石墨需要的溫度高達1000℃以上,DNA結(jié)構(gòu)早已被破壞、生物特征早已消失,成為了和天然鉆石具有同樣物理屬性的無機礦物質(zhì)材料,無法和普通合成鉆石作出區(qū)分。因此,頭發(fā)做鉆石的意義更多是精神的寄托。
當今有越來越多的人正在接受合成鉆石,畢竟作為裝飾性的首飾,實驗室培育鉆石一樣十分閃耀,而且與同等品質(zhì)的天然鉆石相比,價格更便宜。
很多年輕人在訂婚和結(jié)婚時,會選擇用頭發(fā)做鉆戒,和愛人共同佩戴,真正實現(xiàn)“結(jié)發(fā)為夫妻,恩愛兩不疑”。
那么在看完本文了解合成鉆石之后,你會不會選擇購買合成鉆戒呢?