Het grootste diamantbedrijf ter wereld, de Beers, heeft onlangs aangekondigd dat het voor het eerst in zijn 130-jarige geschiedenis synthetische diamanten edelstenen zou gaan verkopen. Kunstdiamanten worden al sinds de jaren 1950 vervaardigd, maar De Beers heeft zich lang verzet tegen het betreden van de synthetische markt. Het bedrijf gelooft nu dat de technologie efficiënt genoeg is om grote hoeveelheden synthetische diamanten te produceren met de kwaliteit van de beste edelstenen. Hoe werkt dit proces precies?

Diamant wordt zeer gewaardeerd als een transparante edelsteen die schittert als geen ander. Het is ook een van de hardste van alle materialen en voelt koud aan. Al deze opmerkelijke eigenschappen hangen af ​​van de perfect regelmatige rangschikking van atomen in het diamantkristal en al deze atomen zijn precies hetzelfde - ze zijn koolstof.

Kleine onvolkomenheden in dit arrangement, of een atoom dat op de verkeerde plaats zit, ontbrekend of van een ander element, kan leiden tot enorme veranderingen in de kleur van de diamant. Bijvoorbeeld, vervanging van één koolstofatoom op elke 10, 000 met een stikstofatoom zou een transparante edelsteen bruin kleuren.

Het is niet eenvoudig om koolstofatomen in dit perfecte kristal te rangschikken en het kan niet van nature gebeuren op het aardoppervlak, omdat koolstof hier de voorkeur geeft aan het vormen van kristallen van grafiet, het zachte zwart, materiaal dat we gebruiken in potloodstiften. In deze omgeving, koolstofatomen hebben ook de neiging zich gemakkelijker te hechten aan andere atomen zoals zuurstof en waterstof dan aan elkaar. Dit betekent dat zelfs het maken van zuivere grafietkristallen moeilijk is.

Natuurlijke diamanten worden diep in de aarde gemaakt waar, heel zelden, de juiste ingrediënten bij de juiste temperatuur en druk worden bij elkaar gebracht en vervolgens gedurende miljoenen jaren naar de oppervlakte getransporteerd. De eerste kunstmatige diamanten werden in het laboratorium gemaakt door deze omstandigheden te repliceren in enorme machines, en dit is nog steeds de manier waarop kleine diamanten voor industriële snijgereedschappen vandaag de dag worden gemaakt.

Het is ook mogelijk om hoogwaardige kunstmatige diamantkristallen te maken door lagen koolstofatomen één voor één te laten groeien met methaan. Dit wordt gedaan door waterstof te strippen van methaanmoleculen in superschone vaten met behulp van hete plasma's. Alle koolstof wordt dan gedwongen om uit te groeien tot diamantkristallen, in plaats van in een van de vele andere soorten koolstof zoals grafiet, grafeen of buckminster fullereen (tenzij je natuurlijk combinaties van deze zeer verschillende materialen wilt kweken).

De uitdaging is om dit proces bekend als chemische dampafzetting (CVD) kosteneffectief. De Beers is nu van mening dat het dit punt heeft bereikt en is van plan de productie in zijn fabriek in Ascot in het VK en in een nieuwe diamantfabriek in de VS uit te breiden.

Het beheersen van de zuiverheid van deze kristallen opent ook nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van diamant. Bijvoorbeeld, het is mogelijk om elke atomaire onzuiverheid te gebruiken als een kleine fakkel die een enkel lichtdeeltje produceert dat vrij is van interferentie van de naburige atomen in het kristal. Dit kan worden gebruikt om een ​​enkel stukje informatie op te slaan voor een speciale "quantum" computer. onzuiverheden van boor, evenals het produceren van gewaardeerde diepblauwe of zwarte diamanten, worden gebruikt om diamanten te maken die elektriciteit geleiden, een alternatief materiaal bieden voor silicium of metalen in extreme omstandigheden zoals in de ruimte.

Elke natuurlijke diamant bevat aanwijzingen over zijn unieke geschiedenis en het is mogelijk om zijn oorsprong te onthullen door hem te inspecteren met de nieuwste instrumenten. Kunstdiamanten bevatten deze informatie ook en verschillen in de manier waarop ze gloeien in ultraviolet licht worden regelmatig gebruikt om natuurlijke van synthetische edelstenen te onderscheiden. Dus zelfs als de perfectie van de diamant niet in twijfel kan worden getrokken door het menselijk oog, hun kleine onvolkomenheden zijn er altijd om hun verborgen geschiedenis en hun individualiteit te onthullen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.