不可思议!每天都在掉的头发也能做钻石?

科技观察 2023-04-12
1935 字丨阅读本文需 5 分钟

“钻石恒久远,一颗永流传”的广告词,相信很多人都耳熟能详,钻石的独特属性,使它成了坚贞爱情的代名词。

现在,新人结婚时,钻戒已经是标配。钻石的璀璨和华贵给人们带来了独一无二的感受,但是天然钻石昂贵的价格,也让很多人望而却步。

天然钻石数量少,价格昂贵,很难满足市场需求,应运而生的就是人造钻石了。

如今,人造钻石已经是稀疏平常了,虽然在品质上与天然钻石尚有一定的差距,但在价格与数量上基本能够满足市场需求。

但是,如果告诉你,有些钻石是用头发制造出来的,你会相信吗?

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青丝钻?情思钻?头发居然可以做钻石?

很多人对钻石的理解就是“一颗闪闪发光的石头”。它的确是石头,却不是一般的石头。钻石的原始状态其实是金刚石。金刚石是一种天然矿物,它是自然界中天然存在的最坚硬的物质,其主要成分是碳元素。

原生金刚石可分为宝石级和工业级两种。钻石便是宝石级金刚石经过加工打磨后得到的。但在自然条件下,金刚石的形成需要经历亿万年的地质变化,结晶于地球深处地幔岩浆之中,这些岩浆的温度通常在700℃-1200℃之间。

要想人工合成钻石,常用的方法主要有两种:高温高压(HTHP)法和化学气相沉淀(CVD)法。其中,高温高压法使用更为广泛。

头发和钻石又有什么关系呢?首先,我们要知道头发主要由角蛋白组成,有一定的耐热性。当温度超过一定限度,头发就会发生碳化。我们已经知道钻石由碳元素组成,而碳化后的头发只剩下了碳元素。并且,在人的头发中,碳含量占头发总重量的40%。也就是说,只要我们能够将头发中的碳提取出来,就可以用来制作钻石了。

具体过程是这样的:首先,采集人体5克-10克的发丝,在1800℃-3000℃的高温环境下碳化;接着,通过高温高压法合成钻石,把碳化后的头发和其他材料送入高温高压环境,耐心等待钻石原石“长成”。这个培养过程一般需要10周以上。最后,对得到的钻石原石进行加工,去除杂质,打磨成型,就可以得到成品钻石了。

每个人的头发颜色不一样,制作出来的钻石还会呈现不一样的颜色。通过这种技术,目前已经制造出了黄色、绿色、白色和蓝色的钻石。

02

头发是如何做成钻石的?

把头发做成钻石的方法主要包括高温高压法(HTHP)和化学气相沉积法(CVD)。合成钻石最早在1954年就出现了,用的就是高温高压法,其原理是模拟天然金刚石的生长环境,将石墨粉在超高温、高压条件下合成钻石。

高温高压法也称温度梯度法、温度差法、静压触媒法。简单讲就是以一颗微小的金刚石为“种子”,以纯碳材料(如石墨)作为原料在超高温、高压条件下熔化分解为碳原子,借助金属触媒作用向钻石“种子”移动并结晶,形成更大钻石晶体,但同时构成触媒的金属原子或多或少会进入金刚石晶格。

这种方法是国内外工业生产上应用最广泛的超硬材料合成法,绝大部分实验室培育钻石也是用这种方法生产的。该方法合成培育钻石以塔状为主,生长速度快、成本低、颜色较好、纯净度稍差,但综合效益具有优势,特别是在1-5克拉培育钻石合成方面具有明显优势。

化学气相沉积法合成钻石的原理是通过创造高温低压环境,借助金属催化剂作用从含碳气体中分离出活性碳原子后,以结晶形式沉积在较小的钻石基材上交互生长成大颗粒金刚石晶体。相较于高温高压法,化学气相沉积法合成培育钻石呈板状,颜色不易控制、培育周期较长、成本较高,但纯净度高,较适宜合成5克拉以上培育钻石。

因此,理论上只要是含碳类的物质经过提碳及石墨化或者转化成为甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体,都可以通过以上技术制作为钻石,而头发中含碳量45%左右,骨灰当中含碳量2%左右,符合人工钻石合成的必要条件。

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头发做成的钻石与天然钻石有什么区别?

天然钻石的形成需要几十亿年时间,但在实验室培育出一颗钻石,只需要几个星期就能完成,成本仅为天然钻石价格的1/4-1/8。而且实验室培育钻石品质精良,外观与天然钻石没有差异。那么问题来了,我们该如何区分实验室培育钻石和天然钻石呢?

我们人眼看起来,实验室培育的钻石和天然钻石并没有什么区别,只有在宝石鉴定所使用专门的仪器才能对其进行鉴别。因此,也有很多人会把人工钻石认为是“假钻石”。

然而,2018年美国联邦贸易委员会(FTC)重新划分了钻石定义,把实验室培育钻石归为钻石大类;国际权威珠宝鉴定及分级机构GIA也在2019年宣布,使用“实验室培育钻石”替代“合成钻石”,这意味着钻石界重新定义了培育钻石的身份。

一颗高品质的发丝钻从实验室培育出来,必须经过头发提碳,石墨化和生长等,通过一系列科技含量较高的技术培养出的钻石纯度达到天然钻石4C的要求,品质高于一般的人造钻石,纪念意义独特。

但是,在制备合成钻石的过程中,由于生物碳源转化为高纯度石墨需要的温度高达1000℃以上,DNA结构早已被破坏、生物特征早已消失,成为了和天然钻石具有同样物理属性的无机矿物质材料,无法和普通合成钻石作出区分。因此,头发做钻石的意义更多是精神的寄托。

当今有越来越多的人正在接受合成钻石,毕竟作为装饰性的首饰,实验室培育钻石一样十分闪耀,而且与同等品质的天然钻石相比,价格更便宜。很多年轻人在订婚和结婚时,会选择用头发做钻戒,和爱人共同佩戴,真正实现“结发为夫妻,恩爱两不疑”。那么在看完本文了解合成钻石之后,你会不会选择购买合成钻戒呢?

文章来源: 杂识馆Km,家长学习云课堂,蝌蚪五线谱

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