Lịch sử của kim cương được nuôi trong phòng thí nghiệm
Có rất ít chủ đề trong ngành trang sức có tính phân cực cao như kim cương được nuôi trong phòng thí nghiệm. Những viên kim cương được trồng trong phòng thí nghiệm có một lịch sử lâu dài và hấp dẫn—một lịch sử chứng kiến các nhà khoa học bị đẩy đến giới hạn của họ, giúp xác định kết quả của một cuộc chiến tranh thế giới và thực sự làm nổi bật tài năng sáng tạo và tài năng của con người. Tuy nhiên, điều thú vị là toàn bộ vở kịch này hoàn toàn không liên quan đến việc tạo ra những viên kim cương để trang điểm cho con người.
Trong bài viết này, bạn sẽ tìm thấy những điểm nổi bật để dùng làm câu chuyện bán hàng hiệu quả cho những khách hàng tiềm năng được trồng trong phòng thí nghiệm—hoặc, nếu bạn là loại người 'chỉ kim cương tự nhiên', ít nhất bạn sẽ bước đi với sự đánh giá cao về cách chúng tôi đã đến đây.
Tại Gemological Science International (GSI), các chuyên gia đá quý làm việc rất nhiều với những viên kim cương được nuôi trong phòng thí nghiệm. Đối với những nhà nghiên cứu này, việc hiểu biết thấu đáo về lịch sử của những viên kim cương được nuôi trong phòng thí nghiệm cho phép họ hiểu rõ hơn và hơn nữa, giúp họ dự đoán những gì có thể xảy ra trên bàn làm việc của họ khi công nghệ tăng trưởng phát triển. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chuyên gia đá quý và nhà khoa học kim cương, những người dành thời gian và nghiên cứu để có sự hiểu biết sâu sắc về vật liệu kim cương được nuôi trong phòng thí nghiệm.
Các tính chất quang học, vật lý và hóa học của kim cương được tạo ra trong phòng thí nghiệm về cơ bản giống với kim cương tự nhiên, được hình thành dưới bề mặt Trái đất hàng tỷ năm trước. (Từ 'về cơ bản' được sử dụng vì lợi ích của các nhà khoa học kim cương và những người theo chủ nghĩa thuần túy, vì có sự khác biệt tối thiểu giữa kim cương tự nhiên và kim cương được tạo ra trong phòng thí nghiệm về các khuyết tật quang học, độ căng, tạp chất hoặc các đặc tính khác ở cấp độ nguyên tử hoặc hạ nguyên tử.) . Kim cương được định nghĩa là carbon trong hệ tinh thể lập phương (đẳng kích), cho dù chúng được hình thành tự nhiên hay được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Tại sao tạo ra kim cương?
Nếu thứ gì đó trong tự nhiên có giá trị, con người sẽ cố gắng tìm cách tái tạo nó, với mục tiêu tạo ra nó nhanh hơn hình thành trong tự nhiên và theo cách khiến nó dễ tiếp cận hơn. Từ các nhà giả kim cố gắng tạo ra vàng từ chì cho đến các nhà hóa sinh tạo ra tơ nhện tổng hợp (không có nhện), con người chắc chắn sẽ tìm thấy, tái tạo và đôi khi còn cải thiện thiên tài của tự nhiên.
Đối với con người, kim cương có những đặc tính làm nên vẻ đẹp của chúng, bao gồm:
- . Độ phân tán cao, giúp phân tách ánh sáng trắng thành các màu quang phổ khi ánh sáng chiếu vào các mặt của viên kim cương được đánh bóng; Và
- chỉ số khúc xạ cao, cho phép ánh sáng bị bẻ cong ở một góc cao hơn khi đi vào viên kim cương được đánh bóng, khiến nó phản xạ trở lại mắt người quan sát nhiều hơn.
Tuy nhiên, ngoài vẻ đẹp của chúng, kim cương còn sở hữu một số đặc tính khiến chúng cực kỳ hữu ích:
- . Có lẽ nổi tiếng nhất, chúng là chất tự nhiên cứng nhất trên Trái đất. Chúng được sử dụng làm mũi khoan, vật liệu mài mòn, dụng cụ cắt và mài và là công cụ không thể thiếu trong công nghiệp. Kim cương cắt nhanh hơn các vật liệu khác và tồn tại lâu hơn.
- . Kim cương có tính dẫn nhiệt cực cao. Chúng tốt hơn đồng và bạc trong việc truyền năng lượng nhiệt. Kim cương cũng hoạt động như bộ tản nhiệt, hút nhiệt ra khỏi thiết bị điện tử và cho phép chúng hoạt động ở mức năng lượng cao hơn.
- . Kim cương có thể là chất cách điện hoặc chất dẫn điện, tùy thuộc vào tạp chất thay thế ( tức là boron) trong kim cương. Chất bán dẫn kim cương nhanh hơn, hiệu quả hơn, mỏng hơn một phần nghìn và có mật độ dòng điện cao hơn một triệu lần so với các công nghệ silicon tiên tiến nhất.
- . Kim cương có thể có những đặc tính quang học cụ thể. Kim cương nguyên chất (Loại IIa) trong suốt từ tia cực tím (UV) (225 nm) đến tia hồng ngoại xa. Điều này làm cho kim cương trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng quang học đa phổ ( ví dụ: laser trạng thái rắn công suất cao, cửa sổ, thấu kính, v.v.).
- . Kim cương có khả năng kháng hóa chất và không phản ứng với bất kỳ thuốc thử hóa học nào, kể cả axit và bazơ mạnh ở nhiệt độ phòng.
- . Kim cương không phản ứng về mặt sinh học (xét cho cùng, chúng chỉ là carbon, nghĩa là chúng có khả năng tương thích sinh học tuyệt vời như hệ thống phân phối thuốc nhắm mục tiêu để điều trị ung thư).
Thật vậy, ngoài 'yếu tố đẹp đẽ' của chúng, chắc chắn còn có những lý do khiến kim cương rất hữu ích, đó là lý do tại sao chúng rất quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp và tiếp tục dẫn đầu về khoa học. Kim cương là một phần quan trọng trong sự phát triển của chúng tôi.
Những nỗ lực để phát triển kim cương trong phòng thí nghiệm bắt đầu từ cuối những năm 1700, nhưng phải đến những năm 1950 mới đạt được thành công có thể lặp lại và khả thi về mặt thương mại đầu tiên.
Ban đầu, có carbon…
Kim cương là carbon—vì vậy, một cách tự nhiên, trước khi chúng được xác định, trước tiên phải có ai đó khám phá ra carbon! Bản thân carbon không được công nhận là một nguyên tố cho đến thế kỷ 17 sau khi Robert Boyle cho rằng nguyên tố là một chất không thể phân hủy thành các chất đơn giản hơn.
1789: Khám phá cacbon
Carbon lần đầu tiên được công nhận là một nguyên tố bởi nhà hóa học người Pháp Antoine Lavoisier. Nó được đặt tên từ tiếng Latin carbo , có nghĩa là 'than củi'.
Thành phần hóa học của kim cương được phát hiện vào năm 1772 khi Lavoisier tìm ra cách đốt một viên kim cương. Anh ta tập hợp nguồn lực với các nhà hóa học khác để mua một viên kim cương, viên kim cương này được đặt trong một chiếc lọ thủy tinh đậy kín. Các nhà khoa học đã sử dụng một kính lúp khổng lồ để tập trung tia nắng mặt trời vào viên kim cương. Nó cháy và biến mất.
Khí còn sót lại được xác định là carbon dioxide (CO 2 ). Từ đó, Lavoisier nhận ra kim cương có thành phần tương tự như than củi. Ông khẳng định kim cương và than củi đều thuộc cùng một loại chất dễ cháy, nhưng ông do dự khi kết luận kim cương trên thực tế là carbon. Chất carbon nguyên chất duy nhất được biết đến vào thời Lavoisier là than chì - một loại khoáng chất mềm, màu đen. Cuối cùng, ông đã nhận ra và đặt tên carbon vào năm 1789, liệt kê nó trong cuốn sách giáo khoa hóa học tiên phong của mình, Traité Élémentaire de Chimie , là một 'nguyên tố phi kim loại có thể oxy hóa và axit hóa được'.
1796: Kim cương là carbon
Năm 1796, nhà hóa học người Anh Smithson Tennant đã xác nhận lý thuyết của Lavoisier và chứng minh kim cương là một dạng thù hình tinh khiết của carbon. Giống như nhà hóa học, ông đạt được điều này bằng cách đốt kim cương - lần này nung kim cương dạng bột với kali nitrat trong một ống vàng. Tennant đã báo cáo kết quả thí nghiệm của chính mình về quá trình đốt cháy kim cương và thành phần của nó. Ông nhấn mạnh rằng, vì lượng than và kim cương bằng nhau được chuyển hóa hoàn toàn khi đốt thành lượng không khí cố định bằng nhau, nên cả hai chất đều giống nhau về mặt hóa học. Tennant khẳng định chắc chắn rằng kim cương là carbon
Từ đó, một loạt các nhà nghiên cứu lâu đời đã cố gắng tổng hợp kim cương, một số thực hiện các thí nghiệm bùng nổ dữ dội và những người khác dành cả cuộc đời để theo đuổi.
Thật không may, nhiều viên kim cương đã bị hy sinh để tạo ra chúng. Chi tiết dưới đây là một số điểm nổi bật trên hành trình khám phá này.
