Автор: Бени Эдвардс (Benj Edwards)
(arstechnica.com) - В эпоху, когда практически все можно купить онлайн, неудивительно, что на китайском сайте электронной торговли Alibaba оборудование для производства алмазов можно купить за $200 000. Если вы, как и я, не обращали внимания на алмазную отрасль, то оказывается, что доступность этого оборудования отражает существующую тенденцию по демократизации производства алмазов - процесса, который начался десятилетия назад и продолжает развиваться.
История выращенных в лаборатории алмазов насчитывает не менее полувека. По словам студента магистратуры Гарвардского университета Джавида Лакхи (Javid Lakha), написавшего обширную статью о выращенных в лаборатории алмазах, опубликованную в Works in Progress в прошлом месяце, первый успешный синтез алмазов в лабораторных условиях был осуществлен в 1950-х годах. Лакха рассказывает, как Говард Трейси Холл (Howard Tracy Hall), химик из компании General Electric, создал первые выращенные в лаборатории алмазы, используя процесс высокого давления и высокой температуры (high-pressure, high-temperature, HPHT), позволивший имитировать условия, при которых алмазы образуются в природе.
С тех пор технология производства алмазов значительно продвинулась вперед. Сегодня существует два основных метода создания выращенных в лаборатории алмазов: процесс HPHT и химическое осаждение из паровой фазы (chemical vapor deposition, CVD). Оба вида установок теперь представлены на Alibaba по цене, начиная примерно с $200 000, как отметил инженер Джон Нэгл (John Nagle) в комментарии в Hacker News. Установка по выращиванию алмазов по методу CVD, которую мы нашли, стоит дороже, около $450 000.
Непростая операция
Хотя идея покупки установки для производства алмазов на Alibaba может показаться заманчивой, важно отметить, что не так просто эксплуатировать это оборудование, нужно не просто включить его в сеть и наблюдать за формированием алмазов. Согласно статье Лакхи, для эффективной работы этих установок требуются значительные знания и дополнительные ресурсы.
Для пресса, используемого при выращивании алмазов по методу HPHT, понадобится надежный источник высококачественного графита, металлических катализаторов, таких как железо или кобальт, а также точные системы контроля температуры и давления. При применении установок CVD, необходима постоянная подача метана и водорода, а также возможность генерировать и контролировать микроволны или нити накала. При использовании обоих методов требуются затравочные кристаллы алмаза для запуска процесса выращивания.
Более того, понадобятся специальные знания для управления параметрами роста, безопасного обращения с потенциально опасными материалами и оборудованием, работающим под высоким давлением, а также для обработки полученных алмазов в пригодные для использования драгоценные камни или технические алмазы. Установки также потребляют значительное количество энергии и требуют регулярного техобслуживания. С учетом этих факторов процесс подпадает под действие некоторых правил, которые выходят далеко за рамки этой статьи.
Короче говоря, хотя эти установки стали более доступными, чем когда-либо, для продуктивной эксплуатации их для производства алмазов все равно потребуются значительные инвестиции в оборудование, материалы, приобретение профессиональной компетенции и обеспечение мер по технике безопасности. Но помечтать можно, не так ли?
Огромный избыток алмазной продукции
Иногда комментарий в Hacker News стоит дороже, чем его вес в золоте (или бриллиантах), и Джон Нэгл, который разработал алгоритм Нэгла для повышения эффективности сетей TCP/IP (с протоколом управления линией передачи данных и межсетевого взаимодействия - ред.) в 1980-х годах, опубликовал отличный ответ на статью Лакхи. В ответе содержатся интересные факты об алмазах с источниками, которые стоит передать всем, кто интересуется текущим состоянием производства алмазов.
Одно из заметных достижений принадлежит De Beers, алмазной корпорации, известной своим доминированием на рынке природных алмазов. Благодаря своему научно-исследовательскому подразделению Element Six компания De Beers теперь способна производить синтетические алмазы с уровнем дефектов на уровне частей на миллиард. Этот уровень чистоты намного превышает уровень, необходимый для ювелирных изделий, и позволяет применять синтетические алмазы в высокотехнологичном секторе. Компания Element Six даже создала алмазные «окошки» для лазеров диаметром до 10 см, продемонстрировав потенциальное применение для крупных, чрезвычайно чистых синтетических алмазов.
В области природных алмазов произошел удивительный прорыв. Нэгл отмечает, что отрасль разработала промышленную рентгеновскую систему для исследования горных пород перед дроблением, что помогает сохранять крупные алмазы, которые в противном случае могли бы быть раздроблены во время их извлечения. Эта технология позволила сделать некоторые впечатляющие находки, включая алмаз весом 2492 карата, обнаруженный в прошлом месяце. Сортировочная установка для выполнения этой работы поставляется компанией TOMRA, известной сортировочными системами, рассчитанными на большой объем и используемыми при вторичной переработке и переработке пищевых продуктов.
Интересно, что этот усовершенствованный метод извлечения алмазов создал неожиданную проблему: избыток гигантских алмазов, слишком больших для использования в обычных ювелирных изделиях. Автоматизация в алмазной отрасли не помогла справиться с избытком алмазов. Нэгл отмечает, что процессы конечной обработки при огранке и полировке алмазов автоматизированы, и большая часть оборудования для выполнения этих задач поступает из Китая и Индии.
Нэгл говорит, что в результате, выращенные в лаборатории алмазы теперь можно купить килограммами в пластиковых пакетах, которые - к большому удивлению - мы также обнаружили в продаже через Alibaba, хотя цена сильно варьируется в зависимости от того, закупаете ли вы промышленную алмазную крошку для шлифовки и полировки или покупаете сверкающие камни круглой огранки «бриллиант» для ювелирных изделий.
Это представление резко контрастирует с традиционным восприятием бриллиантов, которые всегда являются редкими драгоценными камнями, каждый из которых ценится по отдельности и с которым обращаются бережно. Как теперь известно многим, эта концепция была создана маркетинговым отделом De Beers в 1930-х годах для продажи обручальных колец с бриллиантами.
Хотя избыток алмазов является проблемой для отрасли, созданной вокруг идеи, что бриллианты являются редкими драгоценными камнями, возможно, что низкая цена на синтетические бриллианты может привести к применению их в разных областях промышленности, что было практически нецелесообразным в прошлом. Кто знает, может быть, однажды Apple выпустит совершенно небьющийся iPhone с алмазным экраном.
