Videnskab
 Science >> Videnskab & Opdagelser >  >> Kemi

Lab-grown vs. Natural Diamonds:Ekspertguide til at se forskellen

bonni adrian alfa/Shutterstock

Selvom laboratoriedyrkede diamanter er blevet produceret siden 1950'erne, har de først for nylig set en stigning i popularitet. Allied Market Research rapporterede, at det globale diamantmarked blev vurderet til 100,4 milliarder USD i 2022 og forventes at nå 155,5 milliarder USD i 2032. Mens naturlige diamanter stadig dominerer efterspørgslen, voksede salget af laboratoriedyrkede 16 % fra 2022 til 2023, hvilket tyder på, at den syntetiske vækst vil bidrage væsentligt til dette.

Laboratoriedyrkede sten giver flere kontrollerbare fordele. De er typisk mere overkommelige end deres naturlige modstykker, og deres udseende er næsten ikke til at skelne med det blotte øje. Begge typer deler den samme kemiske sammensætning og fysiske struktur, hvilket gør, at subtile forskelle kun kan påvises med specialiserede instrumenter.

Så hvordan kan du kende forskel på en laboratoriedyrket og en naturlig diamant, og er det virkelig så svært?

Hvordan dannes naturlige diamanter?

Bjørn Wylezich/Getty Images

Naturlige diamanter stammer dybt under jordens overflade - omkring 160 km (100 mi) i den øvre kappe - og bringes til overfladen af vulkansk aktivitet. De dannes under ekstreme forhold:temperaturer mellem 900°C og 1.300°C (1.652°F og 2.372°F) og tryk svarende til 50.000 gange atmosfærisk tryk. I løbet af millioner til milliarder af år binder kulstofatomer sig til et krystallinsk gitter, hvilket giver diamanter deres exceptionelle hårdhed og styrke, hvilket gør dem uvurderlige i industrielle værktøjer.

Hvordan laves laboratoriedyrkede diamanter?

Mark S Johnson/Shutterstock

Siden 1950'erne, hvor GE først syntetiserede diamanter, er to primære laboratoriemetoder blevet forfinet:Højtryks-højtemperatur (HPHT) og kemisk dampaflejring (CVD). HPHT efterligner naturlige forhold og udsætter kulstof for intenst tryk og varme for at gro krystaller. CVD på den anden side afsætter en kulbrintegas på et diamantfrø, hvilket tillader lag at bygge op under kontrolleret temperatur og tryk.

På trods af identisk kemi udviser laboratoriedyrkede diamanter karakteristiske markører, som gemologer kan identificere. Dr. James Shigley, GIA Distinguished Research Fellow, bemærker, at vækstmorfologien adskiller sig mellem naturlige og syntetiske sten – forskelle, der er usynlige for det blotte øje, men kan spores med avanceret udstyr.

Hvad er forskellene mellem naturlige og laboratoriedyrkede diamanter?

EgolenaHK/Shutterstock

Gemologer stoler på en række subtile indikatorer for at skelne mellem naturlige og syntetiske diamanter og endda mellem HPHT- og CVD-sten. Typiske markører inkluderer:

  • Farvefordeling:Naturlige diamanter viser ofte ujævn zoneinddeling, hvorimod HPHT-sten viser ensartet farve med lejlighedsvise geometriske mønstre, og CVD-sten udviser båndede spændingsmønstre.
  • Belastningsmønstre:HPHT-diamanter mangler normalt indre belastning, mens CVD-diamanter afslører distinkte striber.
  • Sporelementer:Naturlige diamanter indeholder små nitrogenindeslutninger, en funktion, der generelt mangler i laboratoriedyrkede ædelstene.
  • Vækstmønstre:Fluorescensbilleddannelse afslører koncentriske ringe i natursten, krydsformede mønstre i HPHT og lineære striber i CVD.

Ved at kombinere flere tests – nitrogenindhold, farvezonering, fluorescensbilleddannelse og andre spektroskopiske analyser – kan gemologer præcist bestemme en stens oprindelse og fremstillingsmetode.