關(guān)于鉆石,有一句幾乎家喻戶曉的廣告語:“鉆石恒久遠(yuǎn),一顆永流傳。”鉆石因?yàn)槭亲匀唤缰凶顖?jiān)硬的物質(zhì),被人們用來象征堅(jiān)貞的愛情。后來,有人把這句廣告語改成“鉆石恒久遠(yuǎn),一顆就破產(chǎn)”,反映出鉆石的昂貴。如果有人告訴你,現(xiàn)在有一種人造鉆石,它的價(jià)格只有天然鉆石的六分之一,你會不會買呢?
據(jù)報(bào)道,近日,在“中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)匯報(bào)會”上,大批“典型科研成果”揭曉。其中,在實(shí)驗(yàn)室花一周時(shí)間就能培育鉆石的技術(shù)備受關(guān)注。也就是說,“種”下一顆“種子”,能長出鉆石。鉆石真的可以“種”出來嗎?“種”出來的鉆石與天然鉆石有什么區(qū)別?它的商業(yè)前景怎么樣?
鉆石可以“種”出來?聞所未聞吧?而中科院海洋新材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室卻將這個(gè)聽起來天方夜譚的說法變成了現(xiàn)實(shí)。該實(shí)驗(yàn)室副主任李赫是實(shí)現(xiàn)“種”鉆石的“功能碳素材料”團(tuán)隊(duì)中的一員。他告訴記者,培育鉆石的過程就像種糧食,需要“種子”與“養(yǎng)料”,一顆小小的天然鉆石就是“種子”。他說:“首先要有一個(gè)天然鉆石的籽晶片,還需要用到甲烷氣體,甲烷在能量作用下,形成了一個(gè)碳的等離子體,這個(gè)等離子體就像灰塵一樣,在空氣中慢慢沉積到金剛石的籽晶片,一點(diǎn)一點(diǎn)沉積上去。”
從甲烷氣體中分裂出的碳原子沉積在“種子鉆石”上,以每小時(shí)0.007毫米的速度“生長”,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,一星期就可以“培育”一顆1克拉大小的鉆石。李赫介紹,“長出來”的鉆石跟天然鉆石的化學(xué)成分沒有區(qū)別,并且純度比天然鉆石還高。
李赫說:“從化學(xué)的角度上來講,沒有區(qū)別,都是碳元素組成的。從實(shí)際情況來講,一般天然鉆石在自然界中形成時(shí)往往摻有大量的其它雜質(zhì),而人工控制的鉆石雜質(zhì)含量要低于天然鉆石,而且在晶格的修飾上可能要更好;人造鉆石的純凈度可以給做得更高,天然鉆石很難控制,找到這個(gè)鉆石是什么樣子,它就是什么樣子的,人造的鉆石基本上相當(dāng)于一種復(fù)制品,我們可以控制它的質(zhì)量,甚至我們可以控制它的顏色。”
人造鉆石硬度、純凈度都可以媲美天然鉆石,但價(jià)格卻只有天然鉆石的六分之一。李赫表示,培育鉆石技術(shù)成功之后,以后的培育甚至可以不用天然鉆石當(dāng)“種子”,能培育出更多的人造鉆石。這就意味著,隨著技術(shù)的成熟,人造鉆石的成本將更低。而培育鉆石的初衷,是用于半導(dǎo)體的研究,以及在光學(xué)、熱學(xué)上的應(yīng)用等。
李赫說:“我們原來做這個(gè)東西就是為了研究半導(dǎo)體上的應(yīng)用,另外它有很好的光學(xué)性能,我們研究它在光學(xué)、熱學(xué)上的應(yīng)用,以及在電學(xué)、半導(dǎo)體領(lǐng)域里的應(yīng)用。還有一個(gè)就是金剛石,尤其是工業(yè)金剛石,在加工領(lǐng)域里,它是特別好的刀具材料。很早以前金剛石就已經(jīng)大量應(yīng)用在了工業(yè)界,比如以前金屬手機(jī)殼都采用金剛石的刀具進(jìn)行加工,包括我們使用的玻璃刀等。但它只能從天然里邊來,現(xiàn)在一旦人工的產(chǎn)量上來,我們能把金剛石做得很大,加工的效率就很高。所以它對這個(gè)產(chǎn)業(yè)影響是很大的。” |