“种”出美丽的钻石

林宽雨

“钻石恒久远，一颗永流传。”钻石的广告语相信同学们都听过。最近，钻石又登上了热搜，原来，中科院宁波材料所竟然宣布把钻石“种”了出来。钻石不是植物，是如何“种”出来的呢？下面，咱们就一起去看一看其中的奥秘。

身份“高贵”的钻石

在介绍钻石的“成长”奥秘之前，我们先来简单了解一下它。钻石外貌非常华丽，身体坚硬，晶莹剔透。其实，钻石和石墨、煤炭一样都是由碳原子组成的，它们的差别仅仅在于钻石中的碳原子是四面体结构，而石墨和煤炭中的则是平面结构。

同样是由碳原子构成的，为什么钻石就如此“高贵”呢？也许是大自然眷顾它们诞生的艰难吧。一般的天然钻石都是在地球深处高温、高压的环境中形成的。形成后，它们会抓住火山爆发的机会来到地球表面。大部分钻石的“成长”过程都非常漫长，有的钻石的年龄甚至跟地球相仿。也就是说，大多数天然钻石都是在高温、高压的环境中度过了非常漫长的时光，才赢得了如今人们青睐的目光。这些天然钻石好像在用自己的经历告诉我们什么叫“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。

“种”钻石的奥秘

除了在地下高温、高压的环境中形成，通过陨石撞击也能形成天然钻石。不论哪种方法，貌似都比“种”出来要难得多。那么，没有生命的钻石要如何“种”出来呢？来自中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室的副主任李赫说出了其中的奥秘。原来，这次让钻石“长大”采用的是化学气相沉积法，它和高温、高压法是目前制造人造钻石的主要方法。

具体操作过程简单说来，就是首先要有一颗天然钻石的籽晶片作为种子，然后把这颗种子放进一个反应炉中，这个炉子就相当于土壤，种子将会在这里“长大”。种子放进之后要在炉中充满甲烷气体，这些甲烷气体是钻石“成长”的关键。在通上电后，甲烷分子会被电离成含有大量碳原子的等离子体。看到这里，大家是不是想到了什么？没错，钻石是由四面体结构的碳原子构成的，它们“成长”所需要的“营养成分”就是碳原子。所以，随着等离子体里的碳原子如灰尘般一层又一层地落到天然钻石的籽晶片的表面上，一颗人造钻石就慢慢地“长大”了。据说，在这种“培育方法”下，小钻石可以以每小时0.007毫米的速度“长大”，大约一个星期就可以变成一颗1克拉（1克拉=0.2克）大小的钻石啦，这“成长”速度可比那些深埋地下的天然钻石快多了。

人造钻石也不差

在实验室环境下“成长”起来的人造钻石，没有经历天然钻石那么多的磨炼，那么，它们在“长大”后是不是要比天然钻石差很多呢？其实并没有！毕竟它们的“血统”是—样的。从化学的角度上看，它们都是由碳原子构成的，只不过在杂质成分上会存在一点区别，这点区别不要说肉眼基本察觉不到，在科学仪器下都很难分辨出来。

值得一提的是，在“配备”上并不逊色于天然钻石的人造钻石的“身价”只有天然钻石的1/6，可谓是物美价廉。可以预见，随着这种“种”钻石技术的成熟，未来的人造钻石的“身价”还会进一步降低，变得更亲民。只要你能摒弃“人造钻石是廉价品”这样的心理，人造钻石会是一个很棒的选择。

钻石不仅仅能做首饰

钻石坚硬的“身体”、晶莹剔透的“外表”和超高的折射率让它在饰品界很受欢迎，人们很喜欢把它当成爱情信物。不过，如果你认为钻石只能在首饰界一显身手就太小看它了。其实，钻石凭借其突出的特点在工业上的用途十分广泛。比如，依靠自身极高的硬度，钻石可以被用在玻璃切割器、手工研磨工具等器具上。另外，钻石的导热能力特别强，凭借这个优势，钻石还可以用来制造半导体元件。根据李赫的介绍，他们这次研究“种”钻石也是希望未来它可以在光学、热学及半导体研究上得到应用。

由此可见，如果“种”钻石的技术在未来能够得到广泛应用，无论是饰品方面还是工业方面，都会因此受益。所以，现在就让我们—起祝愿那些实验室里的鉆石快快“长大”吧！

责任编辑：夏越 责任校对：陆艳