Het is diamantseizoen. Bijna 40 procent van de Amerikaanse verlovingen vindt plaats tussen Thanksgiving en Valentijnsdag, met Kerstmis de meest populaire dag om de vraag te stellen - en een sprankelend stuk ijs te overhandigen. Juweliers doen in december minstens het dubbele van hun gebruikelijke maandomzet.

Sinds ten minste het einde van de 19e eeuw, met de ontdekking van enorme diamantmijnen in Zuid-Afrika, mensen hebben deze oogverblindende edelstenen gekoesterd. De schoonheid en pracht van diamanten gaat veel verder dan de oppervlakte. Als een diamantjager die in een ondergrondse mijn graaft, men moet dieper naar hun atomaire kenmerken kijken om te begrijpen wat deze stenen onderscheidt - en wat ze waardevol maakt, niet alleen voor romantici, maar ook voor wetenschappers.

Op atomair niveau

Wanneer gedolven uit de aarde, diamanten zien eruit als troebele rotsen voordat ze worden geslepen en gepolijst. Hun chemische aard en structuur waren eeuwenlang onbekend. Het waren de experimenten van Isaac Newton in de 17e eeuw die voor het eerst suggereerden dat diamanten bestaan ​​uit het vierde meest voorkomende element, koolstof.

Mensen twijfelden aan de ontdekking van Newton, wat begrijpelijk is gezien het verschil tussen diamanten en andere veel voorkomende vormen van koolstof, zoals het grafiet in potloden of de as die overblijft in een open haard. Maar in 1797, De Engelse wetenschapper Smithson Tennant bevestigde de samenstelling van diamanten.

Het blijkt dat koolstof twee veel voorkomende vormen aanneemt met kristallijne structuren op atomair niveau. Grafiet is een herhalend tweedimensionaal, honingraatachtige vorm, met lagen die op elkaar stapelen. Alternatief, koolstof kan een herhalende driedimensionale vorm vormen, een tetraëder – en dat is jouw diamant.

Waar komen ze vandaan?

Er zijn twee bronnen van de kostbare edelsteen:natuurlijke mijnbouw of synthese in een laboratorium.

Natuurlijke diamanten worden gevormd onder intense druk en hitte in de aardkorst gedurende miljoenen jaren. Over de hele wereld zijn natuurlijke afzettingen gevonden, van Noord-Canada tot West-Australië, zelfs onder water in Namibië.

Mijnen waren de enige bron van de edelsteen tot 1955, toen General Electric de eerste synthetische diamant produceerde met behulp van wat de hogedruk wordt genoemd, proces op hoge temperatuur. Dit proces werkt door honderdduizenden ponden druk uit te oefenen op grafiet bij 2, 700 graden Fahrenheit om de koolstof in de juiste kristallijne structuur te dwingen. Het is een soort kunstmatige versie van de extreme omstandigheden die diamanten diep in de aarde produceren.

In de jaren zeventig, laboratoria begonnen de chemische dampafzettingsmethode te gebruiken om diamanten bij lagere drukken te laten groeien. Destijds, de HPHT-techniek kon geen steen van edelsteenkwaliteit produceren. Deze verbeterde methode zet een koolwaterstofgasmengsel om door het op te splitsen in zijn componenten, koolstof- en waterstofmoleculen, met een intens verhit filament of plasma en zet het neer op een substraat, uiteindelijk een solide diamant vormend. Oorspronkelijk, dit proces had een zeer langzame groeisnelheid, maar het is nu geoptimaliseerd om binnen enkele dagen kwaliteitsdiamanten te laten groeien.

Samen zijn deze technieken grotendeels verantwoordelijk voor door de mens gemaakte diamanten - jaarlijks meer dan 4 miljard karaat wereldwijd.

Er is een algemene misvatting dat een natuurlijke diamant inherent anders moet zijn dan een synthetische diamant. Integendeel, ze zijn chemisch identiek en hebben dezelfde fysieke eigenschappen. Zelfs de meest geavanceerde technieken kunnen geen verschil ontdekken tussen een onberispelijke gedolven diamant en een onberispelijke, door mensen gemaakte diamant - beide zijn "echte" diamanten. Echter, werkelijk onberispelijke diamanten van beide typen zijn uiterst schaars.

Een diamant beoordelen

Ongeacht de oorsprong, een diamant kan worden beoordeeld aan de hand van de "vier C's" van slijpvorm, kleur, helderheid en karaatgewicht. Gespecialiseerde laboratoria beoordelen elke categorie, zoals gemaakt door het Gemological Institute of America.

De slijpvorm van een diamant wordt op twee manieren gedefinieerd. Er is "de algemene vorm van de geslepen steen, " met vormen, waaronder ronde briljant (meest voorkomende), ovaal, smaragd, Peer, prinses, bizar, driehoek, hart en stralend. En er is "de mate van perfectie bereikt door het snij- en polijstproces" zoals beoordeeld op een schaal van uitstekend tot slecht. Het type en de kwaliteit van de snede bepaalt uiteindelijk de manier waarop het licht in de steen wordt gereflecteerd, bijdragen aan zijn 'schittering'.

De kleur van een diamant wordt beoordeeld op een schaal van "D, "volkomen kleurloos zijn, tot "Z" met de meeste kleur. Oorspronkelijk, de kleur van de steen was een enorme hint over hoe het werd gevormd, want tot 2007 ongeveer 90 procent van de hogedruk, synthetische stenen op hoge temperatuur waren geeloranje of geel. Bijna geen stenen uit dat proces waren kleurloos, dus een kleurloze steen was vrijwel zeker natuurlijk. Maar het HPHT-groeiproces is sterk verbeterd en vanaf 2016 43 procent van de synthetische diamanten was kleurloos.

Diamanthelderheid geeft de aanwezigheid van insluitsels aan, of kleine onvolkomenheden, in de steen. Insluitsels maken elke diamant uniek en geven sterke aanwijzingen of een diamant natuurlijk of synthetisch is. Het HPHT-proces maakt gebruik van metaalflux, of een hete metalen vloeistof, dat werkt als een oplosmiddel om de koolstofbron op te lossen, grafiet, om te worden herschikt en uit te groeien tot een diamant. Op deze manier gekweekte diamanten kunnen insluitsels van metalen bevatten. De resulterende stenen kunnen magnetisch zijn - als een diamant reageert met een magneet, het is zeker synthetisch. Aanvullend, de meeste synthetische diamanten krijgen hoge zuiverheidsgraden, terwijl natuurlijke diamanten grotere insluitsels bevatten.

Veel consumenten richten zich op het karaatgewicht – dat wil zeggen:diamant grootte. De steen wordt gewogen op een schaal waarbij één karaat 200 milligram (0,007 ounce) is. Diamanten groter dan vier karaat zijn bijna gegarandeerd natuurlijk, want dat is de limiet voor de grootte van de diamanten die de synthetische processen kunnen laten groeien.

Hoewel de "vier C's" van diamanten uiteindelijk de winkelwaarde bepalen, emotionele waarde kan nog groter zijn. Kopers moeten beslissen of een natuurlijke of synthetische steen bij hen past, gebaseerd op factoren die de ecologische en ethische gevolgen van diamantwinning kunnen omvatten, evenals het lagere prijskaartje voor synthetische rotsen.

Diamanten gevonden voorbij je ringvinger

Hoewel diamanten bekend staan ​​om hun plaats in de juwelenindustrie, ze spelen andere waardevolle rollen, te.

Hun fysieke eigenschappen, vooral hardheid, zijn ideaal voor schurende toepassingen. Kleine diamanten zijn te vinden in coatingsnijwielen, boren en slijpstenen, die worden gebruikt voor het zagen van beton of metselwerk.

Diamanten hebben ook bepaalde optische eigenschappen die ze geschikt maken voor verschillende spectroscopietechnieken, of metingen met betrekking tot het elektromagnetische spectrum. Wetenschappelijke onderzoekers gebruiken deze tests om de samenstelling van materialen die ze onderzoeken te identificeren.

Een voorheen veel voorkomende plaats voor diamanten was op platenspelers, waar tot op de dag van vandaag de naald die de plaat raakt een heel klein diamantje kan zijn.

Of men nu meer waarde hecht aan de esthetische of wetenschappelijke kenmerken van de edelsteen, diamanten kunnen verblinden.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.