科學家種鉆石1星期長1克拉怎么回事 科學家種鉆石什么情況

今天，#科學家種鉆石1星期長1克拉#上了熱搜。原來在實驗室環境下，培育一顆1克拉的鉆石只需一星期，它的硬度和純凈度都可以媲美天然鉆石，但價格卻只有天然鉆石的六分之一，物美價廉的人造鉆石你會買嗎？

據媒體報道，當碳原子成功集合于種子鉆石后，將會模仿它的晶體結構，以每小時0.006毫米的速度開始“生長”，待到幾天過后，1克拉的鉆石就被這樣“種”出來啦！報道稱，這種鉆石不僅質純而且價格更便宜，只需幾天時間，花2600元人民幣，就可以在實驗室種出鉆石。

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去年底，“Sustainable Diamonds”（可持續鉆石，以下簡稱SD）入選美國時代周刊每年的50大年度最佳發明評選，這個珠寶領域唯一入選的產品，再次成為市場的聚焦點。

什么是SD“可持續鉆石”？據悉，它是通過CVD法（簡稱為化學氣相沉積法）與太陽能技術，在等離子反應器里培育出的、與天然鉆石具有相同物理化學性質和晶體結構的“培育鉆石”，根據珠寶業內“合成鉆石”的定義——完全或部分由人工制造的由碳原子組成的等軸晶系晶質體，其物理性質、化學成分和晶體結構與天然鉆石基本相同，SD這個來自美國Diamond Foundry的“培育鉆石”也是合成鉆石的一種。這里的“培育”，指的就是在實驗室環境里，實驗人員通過模擬自然界生成天然鉆石的生長環境，讓一顆鉆石種子“種”在實驗室的環境里慢慢發育長大。天然鉆石由于生長環境的不可控，所以天然鉆石的獲得也是隨機的，但實驗室里“種”出來的“培育鉆石”則擁有相對穩定的屬性。

最新科技讓鉆石 在等離子狀態下“成長”

在過去的十多年中，通過CVD形成的培育鉆石已經歷了一個快速發展的階段，去年5月，珠寶界巨頭戴比爾斯更宣布推出實驗室培育鉆石珠寶品牌Lightbox，主打的同樣是通過CVD法制造的“培育鉆石”。而入選去年最佳發明的SD作為鉆石行業的最新科技，其優勢和神秘之處就是等離子狀態。

“來自麻省理工、斯坦福和普林斯頓等博士技術團隊發現，在實驗室里，在等離子狀態下，鉆石就可能‘種’出來：在高達5537℃等離子反應器中加入碳原子，原子就能一個接一個地附著在一塊薄薄的鉆石晶體上，逐漸‘長大’為SD。”Martin Roscheisen，Diamond Foundry的創始人在接受本報記者獨家采訪時表示，“在舊金山南部的培育場，我們用具有數百個單獨精密設計零件的新型等離子反應器創造出一個能培育鉆石的環境。”

SD的所有反應和生長都要在等離子狀態下進行的，換句話說，只有在這種形態里CVD技術才能進行。Martin解釋說，“這種新的CVD反應室結構過程是不會額外添加催化劑的，所以成品SD的雜質也很少。”他還用了一個生動的形容來表述：SD的優勢在于鉆石“種子”，Diamond Foundry的技術能將這個“種子”的制造能力無限提高，“種子”越大，能“長”出來的鉆石就越大。

據了解，業界還有另外一種常用的合成鉆石的制造法“HPHT”（高溫高壓合成法）。HPHT工藝運用鐵、鎳等部分金屬元素作為催化劑，模擬天然鉆石出產的溫度和壓力環境進行晶體培育。HPHT培育鉆石和CVD培育鉆石晶體形狀不同，但都成為了珠寶首飾應用領域的新軍。

據了解，2015年，IGI香港實驗室鑒定了當時世界上最大的無色HPHT的培育鉆石，該培育鉆石由New Diamond Technology LLC公司合成，重達10.02克拉，采用的是方形祖母綠形切工。據悉這顆鉆石是由一顆創紀錄的32.26克拉培育鉆石原石打磨而成的。2019年，DF公司技術能達到生成最大的SD毛料為45克拉（這也是商用級別可推廣量產的克拉數），一個反應爐的完整生長周期大約是兩到三周。Martin告訴記者，他們其實無法人工判定這個周期下的成品會有多大，因為培育的過程他們是不會干預的，也就是說SD在實驗室被模擬的自然環境下，是保留著天然鉆石的“自由生長”的。