(BBC News) – Для химика бриллианты – это атомы углерода, образующие трехмерную кубическую решетку. Для большинства из нас они являются безусловным символом статуса, но как долго они останутся ими сейчас, когда их можно производить серийно?
Компания General Electric, гигант Соединенных Штатов, еще в 1950 году первой установила, как можно изготавливать алмазы.
Технология высокого давления и высокой температуры (High Pressure High Temperature, HPHT), которую они разработали первыми и которая воссоздает условия для образования природных алмазов глубоко в недрах земли, используется и в настоящее время.
Гигантские стальные тиски разрушают емкость с графитом размером в кулак с силой, равной весу перевернутой Эйфелевой башни.
Одновременно емкость нагревается до 2 000оС. Этого достаточно для того, чтобы заставить многослойные пласты атомов углерода в графите перестроиться в трехмерную структуру алмаза.
Алмазы являются самым твердым материалом на свете, и НРНТ все еще является самым лучшим способом раздробить его на миллионы крохотных твердых частиц – алмазный «порошок» стоимостью в несколько долларов за небольшую банку, который используется в качестве абразивов везде, от головок нефтяных буров до жерновых поставов и алмазных фрез.
В свое время южноафриканская компания De Beers, крупнейшая в мире алмазодобывающая компания, быстро увидела угрозу – и возможность - которую представляла эта новая технология, и быстро вошла в этот сектор сама.
Стивен Коу (Steven Coe), руководитель по исследовательской работе в компании Element 6, филиале De Beers по производству синтетических бриллиантов, названной так по номеру углерода в периодической таблице элементов Менделеева, говорит, что эти кристаллы, подвергшиеся сжатию под сверхвысоким давлением, составляют 90 процентов объема их продаж.
Но у этой технологии имеется один недостаток. Следовые количества азота из воздуха проникают в алмазы, придавая им непривлекательный мутно-зеленый цвет.
И тут-то и появляется прекрасный новый способ изготовления алмазов – «химическое парофазное осаждение».
Вместо дробления графита этот метод позволяет выращивать тонкие кристаллические пластины, используя углеродосодержащий газ, например, метан.
Этот процесс гораздо медленнее, он занимает недели, а не минуты, но кристаллы чище и прозрачнее, и их можно изготовить любой нужной величины и любых размеров.
Это открыло целый новый мир промышленных применений и вызвало быстрый рост отрасли.
В огромном новом исследовательском центре компании Element 6, находящемся рядом с Оксфордом, Стивен Коу открывает портфель, чтобы похвастаться поразительным ассортиментом продукции, многие предметы совсем не похожи на алмазы.
Первое, что достали из этого портфеля, было что-то, по виду и на ощупь напоминавшее диск из плексигласа.
Это круглое окно диаметром 12 см, применяемое в мощных лазерах.
Коу объяснил, что алмаз почти совершенно прозрачный в инфракрасном диапазоне, поэтому это окно не искажает лазерный луч.
И так как алмаз является наилучшим проводником тепла при комнатной температуре из всех известных твердых веществ, то это окно не перегревается. А предмет такого размера, состоящий из монокристалла, будет в настоящее время стоить целых $100 000.
Это термическое свойство также открыло еще одно удивительное применение – в электронике.
По мере того, как печатные платы продолжают уменьшаться в размере, они сталкиваются с новой проблемой – перегревом. Поэтому компания Element 6 ведет оживленную торговлю, продавая алмазные теплоприемники – система цепей проходит через алмаз, который поглощает из них тепло.
Коу показывает еще один предмет, обрамленный другим почитаемым материалом - золотом, что позволяет получать неокисляющиеся электрические контакты, использующиеся во многих современных гаджетах.
Еще одним впечатляющим монокристаллическим предметом является лезвие скальпеля, настолько острое, что Коу предупреждает, что можно порезаться даже, еще не почувствовав, что коснулся его кончиком пальца.
Затем он достал небольшой полый куполообразный предмет. Это алмазный динамик, - говорит он. - Высокочастотный громкоговоритель в акустической системе.
Алмаз является самым твердым материалом, поэтому он лучше всего воспроизводит высокочастотный звук».
Но есть один продукт, который компания Element 6 совсем не производит – это драгоценные камни.
Цинично настроенные могут подумать, что это объясняется тем, что компании Element 6 не разрешают мешать бизнесу своей материнской компании De Beers, рудники которой до сих пор обеспечивают треть мирового спроса на добываемые природные алмазы.
На самом деле, по заявлению Хаима Эвен Зохара (Chaim Even Zohar) из Тель-Авива – одного из крупнейших в мире центров торговли алмазами, компания Element 6 владеет патентами на технологии, которые могут использоваться для производства драгоценных камней с привлекательным голубым и зеленным оттенком, которые хотят иметь многие, но пока они не производятся.
Хаим считает, что неизбежное просто откладывается: «Мы стоим на пороге того, что я бы назвал массовое производство. И алмазные рудники не вечны».
Как раз сейчас, объясняет он, изготовители алмазов могут сделать гораздо больше денег, продавая свои товары в виде теплоприемников и лазерных окон.
Но по мере увеличения производства и с учетом того, что продолжается застой в поставке добываемых алмазов, он считает неизбежным то, что синтетические бриллианты восполнят все более растущий дефицит на рынке драгоценных камней.
Синтетические драгоценные камни уже существуют, и Хаим считает их привлекательными для более молодого поколения покупателей, которые считают, что горная добыча наносит вред планете и порождает конфликты.
К тому же они сейчас так похожи на природные бриллианты, что обманным путем синтетические бриллианты на сумму в несколько миллионов долларов выдавались за природные камни – во время того скандала, который в 2012 году первым обнародовал Хаим.
Синтетические бриллианты даже имели мельчайшие дефекты в структуре кристаллической решетки, которые имитировали те изъяны, что обнаруживали в природных драгоценных камнях.
Но с помощью сложного оборудования все же можно определить разницу, и De Beers предлагает такое оборудование, чтобы наверняка избежать риска мошенничества.
Но Хаим считает, что синтетические бриллианты уже могут находиться среди самых мелких камней в ювелирных изделиях, проверку которых невыгодно проводить.
Будут ли на самом деле обеспокоены покупатели? De Beers считает, что, конечно, будут.
«Я занимаюсь бизнесом продажи чрезвычайно редких, очень дорогих и очень ценных природных чудесных камней, – говорит Стивен Лусье (Stephen Lussier), руководитель по маркетингу компании De Beers. – И это то, что потребители покупают».
Он предлагает отнести природные драгоценные камни к произведениям искусства – люди покупают не просто прекрасную вещь, а особую единственную в своем роде связанную с ней историю.
Но, как отмечает Хаим, с химической точки зрения между этими двумя продуктами разницы нет. «Сравните их с двумя красивыми девушками, одна их которых родилась естественным путем, а другая с помощью искусственного оплодотворения, но они обе одинаково красивые».
И хотя за подлинными произведениями искусства могут гоняться как за символами статусности, существует также массовый рынок для похожих копий.
Поэтому возникает существенный вопрос: сколько еще, как вы считаете, нужно заплатить, чтобы сделать предложение, подарив бриллиант, которому миллиард лет, а не камень, изготовленный на фабрике на прошлой неделе?
