矽谷新創生意動到鑽石上,稱實驗室可生產天然鑽石

作者 | 發布日期 2015 年 11 月 16 日 10:36 | 分類 尖端科技 follow us in feedly

矽谷新創公司現在把生意頭腦放在鑽石上。加州聖塔芭芭拉新創公司名叫 Diamond Foundry,宣稱可以在實驗室裡頭讓鑽石長出來,且鑽石品質如同天然,避免傳統鑽石採礦業為人詬病的道德問題。



這家新創公司背後金主來頭不小,是好萊塢巨星李奧納多狄卡皮歐,連同其他 10 個億萬富翁,Diamond Foundry 對外表示他們已經可以在兩周之內生產上百顆鑽石,最大可達 9 克拉。

這些鑽石到底怎麼長出來的,與其他合成鑽石有甚麼不同? 《商業內幕》報導,根據其發言人說法,他們與其它產品最大差異是,他們是以真正的鑽石做為晶種。然後再使用高熱的離子體,建立更多原子層層覆蓋在晶種上,直到鑽石成體。

這個化學反應的生產過程溫度達攝氏 8,000 度,比太陽表面 5,500 度還要燙。《商業內幕》訪問礦石分析專家,這種長出來的鑽石與自然的、合成的、假鑽石有何不同。報導指出,鑽石是由碳所組成,在鉛筆石墨中也可以找到相同材料,在自然環境下,鑽石是在地球高壓與高溫下歷時數百年時間生成,再被火山反芻到地表上。

而合成鑽石是實驗室裡做出來的,在化學上,天然和合成鑽石成分是可以辨識的,但是在鑽石內部微量元素上仍有不同。現在主要有兩種方式生產合成鑽石,一種是高壓高溫 (HPHT),另一種是化學氣相沉積 (CVD)。

高壓高溫法是將碳晶種放置在金屬溶劑裝置內,經過 1,400 度高壓高溫過程,熔化金屬,熔解的金屬也融化了碳晶體,並將其固化成一菱形。化學氣相沉積法是將碳氫合成物層層覆蓋在表面上,製作過程需要 800 度高溫。而 Diamond Foundry 的方法比較像是兩種結合,基本上是使用後者的方法,但溫度更高。

其實在實驗室製造天然鑽石不是矽谷獨有,由於科技進步,實驗室已經可以模仿天然礦石的生長環境,主要是科學家要藉由觀察這個生成過程,了解地球結構與地質變化。如 2004 年《科學月刊》即報導,中研院院士目前在美國從事高壓物理研究的毛河光,因實驗需要,早在使用化學氣相沉積法自行製造鑽石。

一旦鑽石可以大量生產,成為便宜的工業材料,現在的資訊科技技術勢必能大躍進。《科學月刊》當年採訪毛河光時即表示,21 世紀會是高壓科學的年代,而鑽石會最具代表性,可望帶領人類文明從 20 世紀的「矽晶時代」或「塑膠時代」,進入 21 世紀的「鑽石時代」。

(首圖來源:flickr/Steven Depolo CC BY 2.0) 

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