Алмаз — это тот случай, когда копия лучше оригинала. Физическими и химическими свойствами они обладают одинаковыми, но искусственные драгоценные камни имеют преимущества, связанные с процессом их получения. Алмаз естественного происхождения и созданный в лаборатории — это сопоставление, при котором стоит задуматься: оправдывает ли цель средства. Почему так, и что вообще такое природный и выращенный алмазы, объясняет Евгения Почкаева, старший преподаватель Высшей школы биотехнологий и пищевых производств, член Совета молодых учёных Политеха.
Алмаз естественного происхождения
Название «алмаз» происходит от греческого слова «адамас», что означает «непобедимый» — это самый твердый из всех известных минералов. Качество алмаза определяется цветом, типом огранки и весом в каратах.
Единицей веса драгоценных камней, в том числе алмаза, служит карат, равный ⅕ грамма; его нельзя путать с каратом, который используется для характеристики качества золота.
Окраска алмазов очень разнообразна: от бесцветного через желтый и коричневый к розовому, зеленому и синему. Красный алмаз очень редок.
До 1870 г. алмазы находили лишь в виде одиночных кристаллов в речном гравии в основном в Индии и Бразилии. В конце 1800 г. в Южной Америке были найдены слои алмазного гравия, а затем кимберлиты — главный источник алмазов.
Кимберлит — это горная порода, из которой добывают большую часть алмазов. Она получила свое название по городу Кимберли в ЮАР, где впервые была обнаружена в вулканической трубке, уходящей своими корнями в мантию Земли. Именно в этом месте были найдены такие знаменитые алмазы, как «Де Бирс» (428,5 карата), голубовато-белый «Портер-Родс» (150 карат), оранжево-жёлтый «Тиффани» (128,5 карата). В настоящее время это месторождение алмазов исчерпано.
Один из наиболее знаменитых алмазов в истории — это алмаз «Кохинор», или «Кохинур». Алмаз в 105 карат принадлежал Индии и был подарен королеве Великобритании Виктории в 1850 г. Несмотря на то, что за драгоценным камнем закрепилась дурная слава как о предмете, приносящем несчастья владельцу, королева игнорировала предубеждения и носила его в венце. Сейчас алмаз «Кохинор» в составе короны королевы Елизаветы хранится в Тауэре.
Стать ювелирным украшением — это не единственное амплуа алмазов. Они применяются в оптике, например, их используют при изготовлении телескопов в ведущих мировых обсерваториях. Оборудование высокой точности, детали которого состоят из искусственных драгоценных камней, используют в медицине, авиаотрасли и военном деле.
Также алмазы применяют для космических кораблей, с целью отведения экстремальных температур, которые возникают в космосе. Например, поверхность станции Pioneer, запущенной в 1978 году с целью изучения Венеры, была сделана из искусственных алмазов.
Искусственный алмаз
Представляется, что технология создания искусственных алмазов очень новая, но история лабораторного выращивания этих драгоценных камней началась очень давно, более века назад. С момента открытия химического состава алмаза французским ученым Антуаном Лавуазье в 1772 году многие химики и влиятельные компании пытались создать искусственный алмаз путем нагревания древесного угля, но безрезультатно. Условия кристаллизации алмаза очень сложно создать, поскольку для этого требуются экстремальные температура и давление. К счастью, промышленная революция позволила продвинуться дальше в развитии технологии. Сейчас существует два основных метода создания алмазов.
Физические свойства алмаза, добытого в природе и созданного в лаборатории, идентичны. Они обладают одинаковой твердостью, занимая первое место по шкале Мооса с индексом 10/10. Их химические составы также идентичны: 99,95 % углерода и 0,05 % остальных частиц. Искусственный алмаз имеет такую же кристаллическую решетку, как и драгоценный камень естественного происхождения.
Выращенный в лаборатории алмаз не подделка. Фальшивка — это камень, который воспроизводит характеристики алмаза по блеску, сверканию, цвету и чистоте. Но подделка не имеет сходства с оригиналом ни по кристаллической структуре, ни по химическому составу, что сильно влияет на твердость и прочность камня.
Экология и социальные проблемы: природный vs искусственный алмаз
- Добытые алмазы поглощают более 126 галлонов (около 477 л) воды на карат VS выращенные в лаборатории алмазы — всего 18 галлонов (около 68 л). При добыче алмазов также происходит сброс сточных вод и загрязняющих веществ в поверхностные водоемы.
- Согласно исследованию компании Clean Origin, добытые алмазы расходуют 538,5 миллиона джоулей на карат, а выращенные — 250 миллионов. Многие виды энергии, используемые для производства выращенных в лаборатории алмазов, возобновляемые.
- Источники энергии, используемые для работы алмазных шахт, производят парниковые газы. При добыче алмазов дизельное топливо, электричество и углеводороды выделяют в воздух вредный углерод. На каждый карат добытого алмаза приходится более 125 фунтов углерода (около 57 кг) VS выращенные в лаборатории алмазы производят всего 6 фунтов (около 3 кг) углерода.
- Природные алмазы выделяют более 30 фунтов (около 14 кг) оксида серы, в то время как выращенные в лаборатории — не выделяют ни одного.
- После горных работ почва ещё долгое время остается непригодной для использования. На каждый карат алмазов, добытых традиционными методами, приходится почти 100 квадратных футов земли (около 9 квадратных метров), а объем минеральных отходов составляет более 5798 фунтов (2629 кг). В отличие от этого, при выращивании алмазов в лаборатории на каждый карат приходится всего 0,07 квадратного фута (0,0065 квадратного метра) земли и всего 1 фунт (0,45 кг) минеральных отходов.
- Выбросы CO2 при добыче алмазов составляют 1,5 миллиона автомобилей, работающих в течение всего года.
- Добыча алмазов — отрасль с плохой репутацией, в этом секторе используется принудительный труд, известно много фактов бесчеловечного обращения с рабочими.
- Алмазные шахты часто подвержены обвалам и взрывам. В целом, регистрируется 1 несчастный случай на 1 000 работников в год, в то время как с алмазами, выращенными в лаборатории, нет таких рисков. В 2010 году в Чили 33 шахтера на 69 дней оказались в ловушке под землей в обрушившейся шахте. В результате своей профессии работники также подвергаются повышенному риску рака, потери слуха, проблем с дыханием и других проблем со здоровьем.
- Шахты, в которых добывают алмазы, обычно находятся глубоко, даже глубже, чем высота Эмпайр-стейт-билдинг (443 м). Поэтому добыча этих драгоценных камней связана с серьезными сдвигами грунта. Согласно исследованию Sustainable Jungle, каждый карат связан с 1750 тоннами движения земли. Если воспользоваться простой математикой и учесть, что каждый год добывается около 148 миллионов каратов алмазов, то это означает, что каждый год сдвигается 259 триллионов тонн земли. Шахтные стволы даже можно наблюдать из космоса, как, например, рудник «Мир» в Сибири.
Говорят, друзья девушек — это бриллианты, то есть ограненные алмазы. А с каким из алмазов, природным или синтетическим, вы бы «подружились»?
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы выбирать украшения осмысленно!
Что ещё почитать?