Sztuczny diament w domu. Uprawa kryształów rubinu i innych sztucznych kamieni w domu

W tym artykule:

„Jak powstają diamenty?” – to pytanie zostało postawione na początku ubiegłego wieku, wiele zależało od poszukiwania na nie odpowiedzi. Będąc najtwardszym minerałem na świecie, diament może być stosowany w różnych dziedzinach działalności. Diamenty są ważnym składnikiem biżuterii, istotna jest także ich rola w przemyśle.

Historia

Pierwszy syntetyczny diament, nie gorszy jakością od naturalnego minerału, został zsyntetyzowany w 1967 roku przez jubilera z Belgii, pana Bonroya. Podstawą minerału był 1-milimetrowy kryształ uzyskany w laboratorium w Kijowie.

Odkrycia sztucznych diamentów dokonał radziecki naukowiec Ovsey Ilyich Lepunsky

Pomysł możliwości produkcji sztucznych diamentów nie był już wówczas nowy. Rozwój w tym kierunku nastąpił od końca XIX wieku. Powstały zsyntetyzowane granaty i rubiny. W 1939 roku naukowiec z ZSRR O.I. Leypunsky przedstawił teorię, że w temperaturze co najmniej 2000 stopni i ciśnieniu większym niż 6 GPa grafit stanie się diamentem.

Na ówczesne twierdzenie nie znaleziono dowodów: niewystarczające wyposażenie laboratoriów pod koniec lat 40. nie pozwalało na prowadzenie jakichkolwiek eksperymentów.

Sprzęt do przeprowadzania eksperymentów w celu wytworzenia diamentów pojawił się dopiero 20 lat później. W 1960 roku w Moskiewskim Instytucie Fizyki Wysokich Ciśnień przeprowadzono eksperyment mający na celu przekształcenie grafitu w diament. Procesem kierował akademik L. F. Vereshchagin.

Jakiś czas później w Instytucie Materiałów Supertwardych w Kijowie pod kierunkiem V.N. Bakula powstał sprzęt, który umożliwił wytwarzanie diamentów na skalę przemysłową.

Metody otrzymywania minerałów

Naturalny diament powstaje pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. Na całym świecie w tzw. rurach kimberlitowych odkryto złogi diamentu. Największe fajki kimberlitowe znajdują się w Republice Południowej Afryki, Kanadzie i Jakucji. Znalezione tam diamenty powstały podczas formowania się skorupy ziemskiej, kiedy gorąca magma została wypchnięta na powierzchnię Ziemi, przechodząc przez skały nasycone węglem.

Proces powstawania diamentu wymaga stworzenia warunków zbliżonych do opisanych powyżej, co nie pozwala jednoznacznie odpowiedzieć na pytanie, jak wykonać diament. Istnieje kilka sposobów uzyskania syntetycznych diamentów:

1) Tworzenie diamentów w warunkach wysokiego ciśnienia. Najbardziej niezawodny i skuteczny. Tworzenie się minerału odbywa się w warunkach możliwie najbardziej zbliżonych do naturalnych. Aby uzyskać diament, będziesz potrzebować prasy zdolnej do utrzymania wysokiego ciśnienia. Pod prasą umieszczony jest cylinder, wewnątrz którego znajduje się grafit. Butla posiada otwory na wodę i czynniki chłodnicze.

Woda dostaje się do cylindra pod ciśnieniem, ściska grafit i przyspiesza proces zamarzania. Komora grafitowa schładzana jest do temperatury minus 12 stopni Celsjusza. Jednocześnie trwa sprężanie cylindra, które pod koniec procesu wzrasta do 20 tysięcy atmosfer. Po zamrożeniu przez grafit przepływa prąd elektryczny. Po pewnym czasie komora zostaje rozmrożona, a diament wyjęty z cylindra.

Powstały w ten sposób minerał jest pod każdym względem identyczny z prawdziwym diamentem. Wyjątkiem jest jej odcień – kolor diamentowej szarości. Siła takiego minerału jest kilkakrotnie większa niż naturalna, co umożliwia wykorzystanie go w wielu obszarach działalności przemysłowej. Zastosowanie prasy i nacisku pozwala uzyskać diament techniczny, który nie jest stosowany w jubilerstwie.

2) Tworzenie diamentów w metanie. Wymagany jest specjalny sprzęt. Minerał tworzy się w kuli pozbawionej powietrza i wypełnionej metanem. Gotowy minerał ma kształt sześcianu, strukturę krystaliczną i jest pomalowany na czarno. Do niedawna wykorzystywano go do celów technicznych, jednak w ostatnich latach znalazł zastosowanie w tworzeniu biżuterii.

3) Tworzenie diamentów w procesie eksplozji. Tworzenie minerałów na planecie nie jest zakończone. Podczas każdej erupcji wulkanu na powierzchni Ziemi pojawia się lawa, która przeszła tę samą ścieżkę, co magma eksplodująca z jądra planety podczas jej powstawania. Stworzenie warunków symulujących eksplozję pozwala uzyskać twarde, krystalicznie czyste diamenty, które można wykorzystać do tworzenia biżuterii. Aby stworzyć diament, grafit jest wstępnie podgrzewany. Podczas eksplozji tworzą się krystaliczne wióry diamentowe.

Gotowe diamenty dorównują prawdziwym diamentom we wszystkich parametrach chemicznych i fizycznych, w tym także w kolorze. Jedynym minusem jest ich mały rozmiar.

4) Pozyskiwanie minerałów w niskich temperaturach. Aby odpowiedzieć na pytanie, jak wyhodować diament, należy zrozumieć, że tworzenie się sieci krystalicznej minerału jest związane z temperaturą: im wyższa, tym większe prawdopodobieństwo powstania kamienia.

Pierścionek ze sztucznym diamentem

Badania prowadzone w ostatnich latach wykazały, że istotna jest nie tylko temperatura, ale także metaliczny katalizator. Ten ostatni jest w stanie obniżyć ciśnienie i temperaturę do poziomu eliminującego konieczność budowy specjalnych instalacji.

W komorze umieszcza się grafit, kobalt, nikiel, żelazo i rozpuszczalnik. Pomiędzy żelazem a katalizatorem tworzy się warstwa, wewnątrz której diament rośnie w temperaturze 600 stopni Celsjusza i pod ciśnieniem 1,5 atmosfery.

Rozmiar diamentu jest bezpośrednio powiązany z rozmiarem międzywarstwy. W ten sposób możliwe jest uzyskanie minerałów o wadze do 50 gramów. Używane są wyłącznie do celów technicznych.

Diamenty syntetyczne, czyli diamenty, to sztucznie hodowane diamenty, które powstały w wyniku działalności człowieka i należą do klasy produktów przemysłowych. Kamienie te mają tę samą strukturę atomową, skład chemiczny i właściwości fizyczne, co prawdziwe wydobywane diamenty i są wykonane z tych samych materiałów, a mianowicie czystego węgla, skrystalizowanego w izotropową formę sześcienną.

Unikalne właściwości diamentów syntetycznych czynią je doskonałym produktem o zaskakująco różnorodnym zastosowaniu w przemyśle, nauce i życiu codziennym. Połączenie właściwości sprawia, że sztuczny diament jest jednym z najbardziej imponujących materiałów na świecie.

Za główną wyróżniającą się właściwość diamentu uważa się brak defektów sieci krystalicznej. Czystość i doskonałość kryształu sprawiają, że diamenty są przezroczyste, wysoka przewodność cieplna jest ważna w zastosowaniach przemysłowych, a twardość, dyspersja optyczna i odporność chemiczna sprawiły, że diament jest popularnym kamieniem szlachetnym. Dyspersja optyczna jest nieodłączną cechą wszystkich diamentów; inne cechy mogą się różnić w zależności od metody i warunków tworzenia.

Właściwości diamentu obejmują:

Właściwości optyczne i kolor diamentów syntetycznych

Hodowany diament ma najszerszy zakres widmowy ze wszystkich znanych materiałów, od ultrafioletu po daleką podczerwień i kuchenkę mikrofalową. W połączeniu z właściwościami mechanicznymi i termicznymi diamenty idealnie nadają się do produkcji optyki laserowej i zastosowań laserowych.

Diamenty można znaleźć we wszystkich możliwych kolorach, w niezliczonych odcieniach, tonach i poziomach nasycenia. Kolor pochodzi od inkluzji na poziomie atomowym uwięzionych w sieci krystalicznej kamienia.

Kolor składa się z 3 głównych składników:

Diamenty stworzone w laboratorium hodowane są w trzech oszałamiających kolorach – żółtym, niebieskim i bezbarwnym. Kolory te są trwałe i nigdy nie zmieniają się ani nie blakną z biegiem czasu lub z powodu ekspozycji na temperaturę.

Przyjrzyjmy się bliżej:

Substytuty kamieni szlachetnych

Substytut diamentu to materiał, którego wygląd bardzo przypomina prawdziwe diamenty. Jeśli fachowiec nie przyjrzy się substytutowi z bliska, imitacja jest prawie nie do odróżnienia od prawdziwego diamentu. Podrabiane kamienie w odróżnieniu od oryginałów nie posiadają siatki krystalicznej węgla.

Podrabiane diamenty istniały już w 1920 r. — odkryto formy spinelu, takie jak korundolit i radiant, a kilkadziesiąt lat później odkryto formy tytanianu strontu, szafiru, rutylu i innych minerałów, co doprowadziło do wiodącej pozycji na światowym rynku podróbek diamentów.

W ostatnich latach pojawiła się nowa klasa imitacji diamentów, charakteryzująca się znaczną poprawą jakości. Jednym z najpowszechniejszych imitatorów diamentu jest dwutlenek cyrkonu, czyli tlenek cyrkonu.

Odkryty w 1976 roku materiał zajmuje drugie miejsce po moissanicie w produkcji fałszywych diamentów. Materiał miesza się ze środkiem stabilizującym, takim jak tlenek wapnia lub tlenek itru. Kamienie cyrkonowe są dostępne na rynku w różnych kolorach i przejrzystości/jasności.

Bezbarwna cyrkonia sześcienna jest jedną z najdroższych, ponieważ jest najtrudniejsza w produkcji.

Współczynnik gęstości względnej wydobytego diamentu jest niższy niż cyrkonu; współczynnik ten służy do skutecznego sprawdzenia autentyczności diamentu za pomocą specjalnego urządzenia przypominającego stalówkę długopisu. Podróbka jest cięższa i pod wpływem krótkofalowego promieniowania ultrafioletowego nabiera charakterystycznej zielonkawo-żółtej barwy.

Moissanit jest jaśniejszy niż diament i trudniej go odróżnić od prawdziwego diamentu niż cyrkonia. Chemicznie znany jest jako węglik krzemu lub karborund. Henry Maussan otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycie materiału moissanitowego, odnalezienie fragmentów meteorytu w kraterze. Właściwości maussanitu sprawiają, że nawet przy minimalnym wysiłku ludzkim i nowoczesnych metodach obróbki można go uchodzić za prawdziwy diament.

Nabywcę kamienia można łatwo oszukać, kupując replikę zamiast diamentu. Diamenty naturalne mają chropowatą powierzchnię i czarne inkluzje, moissanit nie posiada wad kosmetycznych, a walory estetyczne materiału są cenione bardzo wysoko.

Inne dostępne obecnie zamienniki diamentów to cyrkon, biały topaz, syntetyczny rutyl, biały szafir i granat itrowo-aluminiowy. Te polikrystaliczne diamenty syntetyczne są wytwarzane przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej w niskiej temperaturze i pod niskim ciśnieniem.

Do zamienników zalicza się także diament szklany, imitację, pierwotnie wytwarzaną z kryształu górskiego, a obecnie ze szkła lub polimerów akrylowych.

Już w XVIII wieku jubiler z Alzacji Georg Friedrich Strass, od którego imienia nazwano ten materiał, wpadł na pomysł nałożenia proszku metalicznego na spodnią stronę szkła ołowiowego (kryształu). Obecnie niektóre firmy stosują metodę osadzania metalu, uzyskując jednolitą, cienką powłokę.

Cyrkonie kryształowe produkowane są przez austriacką firmę Swarovski i firmę Preciosa z Czech.

Technologia uprawy sztucznych kamieni

Metoda produkcji sztucznych diamentów polega na ręcznym kontrolowaniu temperatury i ciśnienia w środowisku laboratoryjnym. Obecnie istnieją 2 możliwości uzyskania sztucznych kamieni wystarczająco dużych, aby stworzyć biżuterię:

Jak wyhodować diament w domu?

Aby przeprowadzić eksperyment i dowiedzieć się, jak zrobić diament w domu, będziesz potrzebować:

Przyjrzyjmy się procesowi krok po kroku:

Uwaga: Olej znajdujący się w kuchence mikrofalowej może powodować iskrzenie, nie stanowi to problemu, iskry przestaną pojawiać się po kilku minutach. Temperatura wewnątrz kubka jest niesamowicie wysoka, dlatego nie trzeba dotykać konstrukcji, dopóki całkowicie nie ostygnie.

Federalna Komisja Handlu Stanów Zjednoczonych nalega, aby syntetyczne diamenty były znakowane grawerowaniem laserowym. Innym przystępnym sposobem na odróżnienie wydobytego diamentu naturalnego od kamienia wyhodowanego w laboratorium jest zastosowanie aparatury naukowej i oprogramowania badającego i rejestrującego charakterystyczną sieć krystaliczną.

Obecnie największym syntetycznym diamentem w Rosji jest 10,07-karatowy ciemnoniebieski kamień o szlifie szmaragdowym, wyhodowany przez rosyjską firmę produkującą diamenty New Diamond Technology.

Kamień uzyskano dzięki zastosowaniu wysokich temperatur i wysokiego ciśnienia. Międzynarodowy Instytut Gemologiczny przyznał temu diamentowi czystość Si1, gdzie inkluzje są widoczne dla doświadczonego sortownika przy 10-krotnym powiększeniu, kamień ma subtelny blask, doskonałe proporcje, symetrię i połysk.

Kamienie szlachetne otrzymywane syntetycznie pod względem właściwości fizycznych i składu chemicznego praktycznie nie różnią się od kamieni naturalnych. Nie wszystkie produkty sprzedawane w sklepach jubilerskich zawierają kamienie naturalne. I to jest całkiem normalne. Przyjrzyjmy się, jak otworzyć własną firmę uprawiającą kryształy rubinu w domu.

Głównym problemem jest to, że większość kamieni naturalnych nie ma wszystkich niezbędnych cech, które można wykorzystać w biżuterii. Kamienie uzyskane w warunkach fabrycznych lub laboratoryjnych mają prawie takie same właściwości. Ponadto syntetyczna produkcja biżuterii jest tańsza niż wydobywanie biżuterii naturalnej w głębokich i zagrażających życiu kopalniach.

Uprawa z ograniczoną ilością soli

Do tej metody odpowiedni jest ałun potasowy. Kryształy najlepiej hodować w domu z siarczanu miedzi. Nie rosną dobrze na zwykłej soli. Ale siarczan miedzi jest łatwy do kupienia i wyrastają z niego bardzo piękne niebieskie sztuczne kamienie szlachetne.

1. Przygotuj pojemnik. Zrobimy w nim nasycony roztwór soli. Wsypać kilka łyżek soli, zalać wodą i wymieszać. Dodaj sól, aż przestanie się rozpuszczać. Aby uniknąć błędów w proporcjach, użyj gorącej wody. Istnieją krzywe rozpuszczalności dla różnych soli. Pokazują, ile gramów można rozpuścić w 100 ml wody w określonej temperaturze.

Krzywe rozpuszczalności

2. Przefiltruj roztwór. Ten krok jest bardzo ważny, szczególnie jeśli kupujesz siarczan miedzi w centrum ogrodniczym. Jeśli roztwór jest brudny, kryształ będzie rósł z defektami. Pozostaw roztwór na jeden dzień, aby wypadł z niego nadmiar kryształów. Osiadają na dnie szklanki i służą nam jako nasiono (główne elementy, na których wyrosną nowe).

3. Przywiązujemy kryształ do żyłki. Owijamy żyłkę wokół ołówka i zawieszamy to urządzenie na szklance z nasyconym roztworem. Z biegiem czasu woda odparowuje, wzrasta nasycenie roztworu. Nadmiar substancji, która nie może się rozpuścić, osadza się na naszym produkcie.

4. Raz na dwa tygodnie dodawaj do szklanki nasycony roztwór. Dlaczego to zrobić? Z biegiem czasu woda wyparowuje i w pewnym momencie wzrostu nie będzie wystarczającej ilości wody, co spowoduje zatrzymanie wzrostu.

Ważny! Dodany roztwór musi mieć tę samą temperaturę co roztwór, w którym rosną kryształy. Jeśli będzie najwyższa, możemy wszystko zrujnować.

5. Po trzech miesiącach usuń kryształ i osusz serwetką.

6. Pokryj produkt 1-2 warstwami bezbarwnego lakieru do paznokci. Jest to konieczne, aby nie wyschło i nie straciło połysku. Po wyschnięciu produkt można przenosić ręcznie.

Oto wspaniałe rubiny, które możesz hodować w domu!

Odpowiednikiem prawdziwych szlachetnych diamentów są sztuczne diamenty. Od dawna wiadomo, że opalizacja diamentowych tarcz ma właściwości magiczne i urzekające. Ponieważ jednak naturalne diamenty są najdroższymi kamieniami, wielu po prostu nie może kupić biżuterii diamentowej. Dzięki analogom zarówno kobiety, jak i mężczyźni mogą cieszyć się pięknem i szykiem biżuterii wykonanej ze sztucznych kamieni. Ponadto diamenty wykorzystuje się nie tylko do wyrobu biżuterii, ale także w wielu dziedzinach życia człowieka: nauce, technologii, medycynie. Nieopłacalne jest wykorzystywanie w przemyśle wysokiej jakości i cennych diamentów. W tym celu wykorzystuje się wadliwe kamienie, które nie mają szczególnej wartości jubilerskiej, lub sztucznie hodowane diamenty. Nazwa „diament” przetłumaczona ze starożytnego języka indyjskiego oznacza „niezniszczalny”. Inna wersja mówi: nazwa pochodzi od greckiego słowa „adamas”, co oznacza „nieodparty”.

Cechy sztucznych diamentów

W 1993 roku po raz pierwszy na światowym rynku diamentów zaczęły pojawiać się sztuczne kamienie w postaci próbek eksperymentalnych. Część z nich została wysłana do badań do renomowanego laboratorium Instytutu Gemologicznego Stanów Zjednoczonych, gdzie naukowcy doszli do wniosku: różnica pomiędzy sztucznymi diamentami a kamieniami naturalnymi jest dość znacząca, jednak nie każdy jubiler czy zwykły konsument będzie w stanie zidentyfikować i rozróżnić prawdziwy kamień od fałszywego. Główną cechą wyróżniającą syntetyzowane sztuczne diamenty jest czystość i twardość. Diament sztuczny to najtwardszy kamień na świecie. Diamenty naturalne mogą posiadać błędy i defekty (pęknięcia, zmętnienia czy wtrącenia), czego nie można powiedzieć o kamieniach sztucznych.

Jak wiadomo, prawdziwy diament ma właściwości magiczne, pomaga chronić człowieka przed „złymi” poglądami i myślami oraz równoważy układ nerwowy. Eksperci astrologii zapewniają, że sztuczny diament emanuje także pozytywną energią, która pomaga człowiekowi w trudnych chwilach podjąć właściwą decyzję lub dokonać właściwego wyboru. Niezależnie od znaku zodiaku, zarówno naturalne, jak i sztucznie wyhodowane diamenty można nosić na ciele lub po prostu przechowywać w pudełku w domu. Różnorodność biżuterii wykonanej ze sztucznych kamieni jest dziś dość duża i na pierwszy rzut oka całkowicie niemożliwe jest odróżnienie kamieni od prawdziwej biżuterii.

Metody uprawy diamentów syntetycznych

Próbki syntetyczne hoduje się w laboratoriach w specjalnych warunkach przy użyciu bardzo precyzyjnego i zaawansowanego technologicznie sprzętu. Ale proces ten nie wymaga tysięcy lat, jak powstawanie kamieni naturalnych. Specjaliści mogą wybierać własne odcienie i rozmiary. Jedną z metod uprawy sztucznych diamentów jest gradient temperatury przy użyciu specjalnych rurek. Zawierają następujące składniki:

proszek grafitowy;
specjalne stopy metali (pełnią rolę katalizatorów);
nasiona przyszłych sztucznych kamieni.

Kapsuła znajduje się pod ciśnieniem (około 3000 ton) przez 10 dni. Zaczyna rosnąć w miejscu, gdzie ciśnienie jest największe. Ze względu na wysoką temperaturę wewnętrzną (prawie 1500°C) metal topi się, rozpuszczając proszek grafitowy. Różnica temperatur wytwarza pewne ciśnienie, które sprzyja przemieszczaniu się powstałej masy do „jądra”, gdzie następuje jej osadzanie.

Inną techniką hodowli kamieni laboratoryjnych jest metoda CVD (osadzanie gazowe). Technika polega na wysianiu specjalnej płytki (podłoża) diamentowymi „nasionami”. Płyta ta jest umieszczana w specjalistycznej instalacji, która jest wstępnie próżniowana w wysokiej próżni. Następnie komorę wypełnia się promieniami mikrofalowymi i gazami. W momencie wzrostu diamentów plazma osiąga określoną temperaturę (około 3100°C).

Pod wpływem temperatury gazy rozkładają się na plazmę, a cząsteczki węgla zaadsorbowane z metanu osadzają się na płycie w postaci sztucznych diamentów.

Kryształy mają równoważne wiązania, co wyjaśnia ich wytrzymałość i twardość. Do sztucznej uprawy wykorzystuje się grafit, sadzę, węgiel cukrowy i różne substancje bogate w węgiel.

Diamenty hodowane mają kilka nazw, ale ogólnie nazywa się je sztucznymi lub syntetycznymi, choć w literaturze naukowej można spotkać także takie nazwy jak:

Diamenty HPHT;
Diamenty CVD.

Naukowcy wolą nazywać je „kamieniami laboratoryjnymi” lub „diamentami wyhodowanymi w laboratorium”.

Czym różni się diament syntetyczny od kamieni naturalnych?

Wygląd sztucznych diamentów nie ustępuje naturalnym kamieniom szlachetnym, jednak biorąc pod uwagę ich koszt, jest on znacznie niższy. Kamienie syntetyczne są bardziej podatne na proces cięcia, dzięki czemu nawet najmniejsze kryształy mogą pochwalić się nieskazitelnym szlifem. Ponadto małe kamienie syntetyczne są znacznie mocniejsze niż naturalne, dlatego na półkach sklepów jubilerskich praktycznie nie można znaleźć prawdziwych małych diamentów: proces ich wydobywania z rudy jest bardzo pracochłonny. Używając syntetycznych małych kamieni, jubilerzy tworzą niepozorną, bardzo piękną biżuterię z haftem diamentowym, co znacznie zwiększa pragnienia konsumentów.

Obszar zastosowania sztucznych diamentów

Sztuczne, hodowane kamienie ze względu na swoją twardość są szeroko stosowane do cięcia i szlifowania różnych powierzchni. Obecnie prawie wszystkie piły, wiertła, materiały ścierne, narzędzia do szlifowania i cięcia mają części wycinane sztucznym diamentem. Sztucznie uprawiane kamienie są również szeroko stosowane jako półprzewodniki w produkcji mikroukładów. Handel rynkami diamentów różni się od rynków biżuterii tym, że kamień laboratoryjny oprócz twardości ma doskonałą przewodność cieplną, która jest kilkakrotnie wyższa niż przewodność cieplna takiego materiału, na przykład miedzi.

Głównymi konsumentami sztucznych kamieni są jubilerzy, producenci chipów do sprzętu komputerowego oraz organizacje świadczące usługi wiertnicze.

Obecnie proszki diamentowe są bardzo popularne do polerowania powierzchni kamieni szlachetnych, złotych i srebrnych ramek oraz płytek krzemowych.

Największą wartością kamieni laboratoryjnych uzyskanych metodą CVD jest ich zastosowanie w zaawansowanych technologicznie obszarach działalności człowieka. Sztuczne (syntetyczne) kamienie wykorzystuje się do produkcji potężnych wiązek laserowych (które dziś wykorzystuje się w medycynie do leczenia śmiertelnych chorób) oraz do tworzenia mobilnych urządzeń przenośnych.

Największy potencjał kamieni syntetycznych kryje się w technologii komputerowej. Zawarte w nich części uważane są za trwalsze i mogą pracować w sposób ciągły w bardzo wysokich temperaturach, czego nie można powiedzieć na przykład o krzemowych chipach komputerowych. Sztuczny diament może wytrzymać wysokie temperatury, co zapewnia jego produktywność, ponieważ od tego zależy żywotność, częstotliwość pracy sprzętu i prędkość. Ilość sztucznych diamentów produkowanych rocznie wynosi prawie 5 miliardów karatów.

Naukowcy prowadzą ciągłe badania, które już doprowadziły do wniosku, że sztuczne diamenty znajdą zastosowanie do uzyskiwania obrazów pod wodą, obrazów w medycynie, do detektorów w Wielkim Zderzaczu Hadronów oraz w badaniach jądrowych.

Oprócz tego wszystkiego, sztuczne diamenty są szeroko stosowane w biżuterii, co pozwala wielu kobietom cieszyć się sztucznymi kamieniami, ale praktycznie nie różniącymi się od naturalnych.

Witamy naszych drogich czytelników. Ludzie zawsze chcieli, aby niemożliwe stało się możliwe. Obejmuje to wypróbowywanie technik pozwalających dowiedzieć się, jak zrobić diament i hodować go w domu.

To zadanie naprawdę nie jest łatwe i wymaga przemyślanego i żmudnego podejścia do procesu. W tym artykule przyjrzymy się zarówno bardzo realnym sposobom tworzenia kryształów, jak i całkowicie niesamowitym (przynajmniej do robienia tego w domu).

Czy można otrzymać diament z grafitu?

Oczywiście często wycenia się je znacznie wyżej niż te stworzone sztucznie. Jednocześnie górnicy diamentów osiągają znaczne zyski. Jednak w pogoni za własną ciekawością, a czasem także pragnieniem zysku, wielu stara się dowiedzieć, czy można sztucznie pozyskać ten cenny minerał?

Wątpliwości te pogłębia fakt, że skład grafitu i diamentu jest niemal identyczny.

I do pewnego stopnia ci, którzy w to wątpią, mają rację - diament rzeczywiście można uzyskać poprzez pewne manipulacje ze zwykłego grafitu. Zostało to udowodnione już w 1955 roku. Ale do takiego zdarzenia konieczne było wytworzenie temperatury 1800 stopni Celsjusza i ciśnienia 120 000 atmosfer. Czy można to ułatwić?

Eksperymenty i wyniki naukowców

Kilka lat temu naukowcom udało się pod wpływem krótkotrwałego impulsu laserowego rozgrzać węgiel do prawie 3800 stopni Celsjusza. Po tej procedurze węgiel szybko się ochładza. Dzięki temu amerykańskim naukowcom udało się uzyskać najtwardszą jak dotąd formę węgla, zwaną Q-carbon.

Oznacza to, że praktycznie taki kamień można uzyskać przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze pokojowej (oczywiście za pomocą lasera). Najciekawsze jest to, że na podstawie wyników takich eksperymentów w Karolinie Północnej (gdzie przeprowadzono testy) doszli do wniosku, że ta forma węgla przewyższa wytrzymałością diament.

Ale to nie wszystko – obecnie prawdziwy diament można wykonać dosłownie w ciągu kilku minut.

To prawda, że będziesz także potrzebował ogromnego ciśnienia statycznego i temperatury około 2500 stopni. Ale takie diamenty są (ze względu na polikrystaliczność) nawet twardsze niż ich naturalne odpowiedniki.

Ale wszystkie te metody, choć dobre, wymagają przynajmniej częściowego odtworzenia warunków naturalnych. Jedyne, co udało się naukowcom „zbić”, to czas spędzony na tworzeniu minerału. Czasami możliwe jest również obniżenie temperatury i ciśnienia, ale wymaga to specjalistycznego sprzętu, który kosztuje dużo pieniędzy i jest trudno dostępny dla przeciętnego człowieka.

Czy można samemu wyhodować diament?

Jak zrobić diament: skuteczne i nie tak skuteczne sposoby

Tak naprawdę, aby stworzyć diament (idealnie), muszą zostać spełnione następujące warunki:

Ciśnienie ponad 100 000 atmosfer.
Temperatura wynosi około 1600 stopni (lub więcej).
Setki tysięcy lat (najlepiej dłużej).

Obecnie możliwe jest wytworzenie sztucznych diamentów w ciągu kilku miesięcy. Jednak nadal należy przestrzegać innych warunków.

Ale szaleni eksperymentatorzy nie zamierzają rozpaczać. Oto, co oferują:

Wykorzystując magiczne połączenie rury, grafitu i trotylu proponują stworzenie szczelnie zamkniętej konstrukcji. Korpus powinien być rurą, w którą należy włożyć pozostałe elementy. Po powstałej eksplozji musisz odnaleźć pozostałości eksperymentu, w których powinny znajdować się diamenty.

Ten eksperyment może kosztować Cię życie! Nie wprowadzaj tego w życie!

Druga opcja jest znacznie bezpieczniejsza, ale pozostawia wątpliwości co do realności zdobycia diamentu, a nie tylko pięknego kamienia. Aby to zrobić, weź źródło wysokiego napięcia, a także drut, ołówek i ciekły azot (można zastąpić wodą). Oddziel przewód od ołówka i mocno dociśnij go do drutu. Konstrukcję należy następnie zamrozić, a następnie podłączyć do źródła napięcia. Twierdzi się, że natychmiast po przejściu takiego wyładowania ołów zamieni się w diament. Jest to wysoce wątpliwe, ale jako bardzo starannie przeprowadzony domowy eksperyment można tego spróbować.

Dlatego w tej chwili stworzenie prawdziwie domowej metody tworzenia diamentów jest zadaniem prawie niemożliwym. Jeśli jednak interesuje Cię sam proces i chciałbyś spróbować swoich sił w roli eksperymentatora (być może razem z młodszym pokoleniem), to wypróbuj następującą metodę. Został sprawdzony przez czas i wiele pokoleń – efektem są piękne struktury kryształów, tak bardzo podobne do ukochanych diamentów i innych kamieni szlachetnych.

Domowe kryształy

Aby stworzyć te „diamenty”, będziesz potrzebować:

woda destylowana,
sól,
nitka,
barwnik spożywczy (opcjonalnie).

Dodaj wystarczającą ilość soli do wody, aż przestanie się rozpuszczać. Weź sznurek i umieść na nim kryształ soli. Zanurz tę mieszaninę w przygotowanym roztworze i odczekaj kilka dni. Nawiasem mówiąc, dodając barwnik spożywczy, można uzyskać szeroką gamę kolorów i odcieni „kamyków”.

To samo możesz zrobić z cukrem lub siarczanem miedzi.

Ale oprócz wymienionych składników możesz również potrzebować różnych składników, z których kamienie są piękniejsze i schludniejsze niż z soli. Do tego potrzebne będą nieco mniej dostępne składniki, ale teraz niemal wszystko można kupić online.

W pierwszym filmie będziemy hodować fioletowe kryształy z ałunu potasowego i ałunu potasowo-chromowego. Żadna sól nie ma porównania:

Drugi film pokazuje ogólną zasadę tworzenia domowych kryształów (na przykładzie tego samego ałunu):

Ogólnie rzecz biorąc, tworzenie dla siebie pięknych kamyków jest całkiem możliwe. A jeśli nie stawiasz sobie za cel wzbogacenia się, jest to idealne wyjście. Ponadto dzięki takim eksperymentom można już od najmłodszych lat zaszczepić w dzieciach miłość do chemii, która może odegrać znaczącą rolę w ich życiu.

Nie możemy się już doczekać Waszej wizyty, w przyszłości będzie sporo nowości ze świata „kamiennego”. Do zobaczenia wkrótce, drodzy przyjaciele!

Zespół LyubiKamni