文章
  • 文章
  • 产品
  • 论坛
  • 商铺
  • 视频
搜索
首页 >> 新闻资讯 >>科技动态 >> 实验室里 把钻石"种"出来
淘宝
更多
详细内容

实验室里 把钻石"种"出来

时间:2019-03-29        阅读

利用太阳能、风能,增加钻石培育的可持续性。

在实验室里,碳原子在等离子状态下能"生长"成培育钻石。

" 钻石恒久远,一颗永留存。"这句从上世纪40年代就开始闻名于世的广告语,几乎精准表述了"钻石"在消费者心目中的地位:稀有、昂贵、独一无二。但近百年过去了,传统钻石的定义正在被新科技逐渐打破,而去年入选美国时代周刊年度50佳创作的"可持续钻石",或许就是2019年钻石行业的秩序重新洗牌的第一章。

中国是仅次于美国的钻石消费贸易大国,而广州更是钻石生产、加工和交易的大型集散地。对于这种高科技化的操作,业内专业人士表示,广州作为我国重要的珠宝首饰市场,对实验室培育钻石这种新型材料的首饰应用也较早进行了尝试。那究竟"可持续钻石"是什么?对于矿产珠宝业来说,这个技术到底有什么应用的意义?让我们一一来揭开这些谜。

解码"可持续钻石"

去年底,"Sustainable Diamonds"(可持续钻石,以下简称SD)入选美国时代周刊每年的50大年度最佳发明评选,这个珠宝领域唯一入选的产品,再次成为市场的聚焦点。

什么是SD"可持续钻石"?据悉,它是通过CVD法(简称为化学气相沉积法)与太阳能技术,在等离子反应器里培育出的、与天然钻石具有相同物理化学性质和晶体结构的"培育钻石",根据珠宝业内"合成钻石"的定义--完全或部分由人工制造的由碳原子组成的等轴晶系晶质体,其物理性质、化学成分和晶体结构与天然钻石基本相同,SD这个来自美国Diamond Foundry的"培育钻石"也是合成钻石的一种。这里的"培育",指的就是在实验室环境里,实验人员通过模拟自然界生成天然钻石的生长环境,让一颗钻石种子"种"在实验室的环境里慢慢发育长大。天然钻石由于生长环境的不可控,所以天然钻石的获得也是随机的,但实验室里"种"出来的"培育钻石"则拥有相对稳定的属性。

最新科技让钻石

在等离子状态下"成长"

在过去的十多年中,通过CVD形成的培育钻石已经历了一个快速发展的阶段,去年5月,珠宝界巨头戴比尔斯更宣布推出实验室培育钻石珠宝品牌Lightbox,主打的同样是通过CVD法制造的"培育钻石"。而入选去年最佳发明的SD作为钻石行业的最新科技,其优势和神秘之处就是等离子状态。

" 来自麻省理工、斯坦福和普林斯顿等博士技术团队发现,在实验室里,在等离子状态下,钻石就可能'种'出来:在高达5537℃等离子反应器中加入碳原子,原子就能一个接一个地附着在一块薄薄的钻石晶体上,逐渐'长大'为SD。"Martin Roscheisen,Diamond Foundry的创始人在接受本报记者独家采访时表示,"在旧金山南部的培育场,我们用具有数百个单独精密设计零件的新型等离子反应器创造出一个能培育钻石的环境。"

SD的所有反应和生长都要在等离子状态下进行的,换句话说,只有在这种形态里CVD技术才能进行。Martin解释说,"这种新的CVD反应室结构过程是不会额外添加催化剂的,所以成品SD的杂质也很少。"他还用了一个生动的形容来表述:SD的优势在于钻石"种子",Diamond Foundry的技术能将这个"种子"的制造能力无限提高,"种子"越大,能"长"出来的钻石就越大。

据了解,业界还有另外一种常用的合成钻石的制造法"HPHT"(高温高压合成法)。HPHT工艺运用铁、镍等部分金属元素作为催化剂,模拟天然钻石出产的温度和压力环境进行晶体培育。HPHT培育钻石和CVD培育钻石晶体形状不同,但都成为了珠宝首饰应用领域的新军。

据了解,2015年,IGI香港实验室鉴定了当时世界上最大的无色HPHT的培育钻石,该培育钻石由New Diamond Technology LLC公司合成,重达10.02克拉,采用的是方形祖母绿形切工。据悉这颗钻石是由一颗创纪录的32.26克拉培育钻石原石打磨而成的。2019年,DF公司技术能达到生成最大的SD毛料为45克拉(这也是商用级别可推广量产的克拉数),一个反应炉的完整生长周期大约是两到三周。Martin告诉记者,他们其实无法人工判定这个周期下的成品会有多大,因为培育的过程他们是不会干预的,也就是说SD在实验室被模拟的自然环境下,是保留着天然钻石的"自由生长"的。

利用太阳能、风能

增加可持续性

一直以来,科学家承诺实验室里提炼的钻石同样光彩夺目,更不会对环境造成危害。而SD更深化了可持续这一理念,从环保属性出发的。从传统矿产钻石的开采与挖掘来看,它对环境是会造成不可逆转的破坏,且产生的空气污染物以及对地表破坏都非常严重的。根据资料显示,作为全球唯一获得零排认证的钻石公司,Diamond Foundry生成的SD使用的能源是太阳能和风能,又因为钻石的生成环境本来就对热度有非常高的要求,所以太阳能和风能能被利用来发电,让反应器达到钻石"生长"的温度。

那同样是利用高温原理,SD真的不会产生污染吗?Martin告诉记者,SD的技术不会在生产过程中生成大量的空气污染物,由于SD的碳原子来源是甲烷等室温气体,而甲烷的碳原子很多而且比较稳定,SD的副产品只有水和氧气,不会生成空气污染物。

高品质培育钻石

为传统钻石带来冲击

在行业里,一直有着"合成钻石的质量是否能达到珠宝首饰应用的高质量水平"的争论。"能" 。广州钻石交易中心总经理梁伟章在接受采访时直接回答。"这种材料的制造技术是从实验室晶体培育研究发展起来的,珠宝首饰领域通常把'合成钻石'称作'实验室培育钻石'"。他举了个例子:最近就有媒体报道,荷兰钻石技术公司通过实验室培育技术生产和加工出一颗重量达155克拉的培育钻石,再经过切磨加工技术,打造了一枚可佩戴的培育钻石戒指(成品重量为3.865克拉)。

据了解,每一颗在人工培育的实验室环境下的钻石,都拥有独一无二的属性,比如SD,它们与传统天然钻石一样,是同样可以被4C标准评判的。Martin告诉记者,Diamond Foundry每一颗85分以上的钻石都会有相对应的珠宝鉴定工作室出具的证书,明确写明这颗钻石的净度、切工、克拉以及颜色,也会表明这是一颗可持续钻石。"我们的可持续钻石适用天然钻石的任何一个评判标准,而且在目前市场上只有不到1%的钻石能达到同样的高质量水平。"

" 由于合成钻石属于高科技工业化产品,其收藏价值应体现在高科技的应用上,而不是自然界的稀缺性上,然而,这种高科技的应用价值是具有很明显的时效性的。"梁伟章认为,工业化批量生产出来的培育钻石,市场更欢迎的是它们的高性价比和丰富表现力,关注更多的是即期的现场体验,而非长远的保值、增值。对于一些在一定历史阶段有特殊意义的高科技的培育钻石产品,其收藏属性也就更加与其物理材料的价值无关了。

梁伟章指出,随着高科技的发展,新的钻石形态出现,这给传统的天然钻石行业带来了一定的冲击。他告诉记者,广州虽然不是最早进行合成钻石的地方,但广州是我国重要的珠宝首饰市场,对实验室培育钻石这种新型材料的首饰应用也是较早地进行了尝试。目前,这种新材料在珠宝首饰加工和集散地的出现,给市场带来了很多的新思考、新机会,也有新的挑战。

今年是行业发展关键年

根据资料显示,目前全球天然钻石的年产量约为1.5亿克拉,当中有很大部分是品质较低的工业用级别。而国际研究机构分析指出,随着市场对钻石消费需求的持续上升,由于天然钻石的稀缺性和开采难度,其供应会在这一两年出现相对于市场需求的紧缺。反观培育钻石的生产技术却在近年获得快速发展,目前宝石级培育钻石的年产量将近达到500万克拉。业界认为,培育钻石会成为天然钻石原有的部分细分市场的有力补充。梁伟章也向记者表示,随着生产技术的日趋成熟,产能的进一步提升,市场营销的不断丰富以及消费市场的持续认知和接受,2019年将是培育钻石首饰获得快速发展的一年,也是生产商、渠道商和零售品牌竞争发展的关键一年。

而中国目前是世界上第二大钻石首饰消费贸易大国,广东则是我国最大的钻石首饰生产加工、外贸和内销聚集地。2018年,广东钻石首饰进出口贸易量和钻石加工产值均占全国九成以上,当中大部分集中在以广州为中心的周边地区,仅广州番禺区的珠宝及钻石首饰进出口就超过500亿元人民币(约合75亿美元)。

梁伟章告诉记者,近年火热的培育钻石,目前已经引起不少珠宝商的关注,广州市场也不例外。但他表示,随着近期各方面信息的认知、普及和国内外市场的快速升温,预料培育钻石将作为带有新概念的新材料在广州迎来快速的市场发展。

对于应用上的新启发,梁伟章提出可以从三个角度来思考。从珠宝鉴定师角度出发,可持续钻石的出现会带动一些快速的鉴定技术、高科技仪器设备以及市场估价研究等,业界专业人士将更关注在如何准备去分天然与合成等差别,从而让这两个品类在各自细分市场上获得充分发展。而从珠宝设计师的角度看,这大大降低了试错成本,可以激发设计师对新品类的灵感与演绎,带来更丰富的产品设计表现。最后,从珠宝消费者角度来看,培育钻石与天然钻石具有相同的物理化学性质和完全一样的宝石光学性质,高科技概念的出产来源也具备丰富的市场营销内涵,成为新的珠宝类消费时尚。

另外,梁伟章还指出,这里面其实还隐藏了钻石切磨的加工领域。"培育钻石与天然钻石相比有着独特的晶体形状、纹理特点以及内外部特征,生产工艺与原材料成本也与天然钻石相去甚远,所以这些设计师们也会有更多的表现空间。"

记者观察

其实,可持续钻石等高品质的培育钻石与传统高昂价格的矿产钻石,在物理等方面都有着几乎无差别的相同属性,但是由于一些公司通过某种手法把杂质较多的天然钻石中的杂质抽取出来,再往里面填充其他物质,甚至会用辐射照射钻石,以改变钻石的颜色,显得"很人工很假",这也许就是为什么最初出现在市场上不知名的"处理钻石"甚至被误认为是"合成钻石",而被直接定锤为"假货"的原因。

近年,黄金广告语的主人"戴比尔斯(DE BEERS)"也开始经营合成钻石首饰了,有业内人士曾认为这多少是一件"打脸"的事情,毕竟当年作为珠宝首饰界的"大佬",曾强烈反对合成钻石的出现。也许在不久的将来,年轻一代分分钟在结婚时会美滋滋地跑去买一枚价优物美的钻石婚戒,而鉴定证书上也能堂堂正正注明"合成钻石"或"培育钻石"的字眼。

记得Martin在接受采访时强调的,"钻石的价值是因为人们在上面寄托了爱,它见证过人们的故事,这才是钻石的价值来源,否则它只是一颗冰冷的石头。" 对此我深表赞同,如果科技能让人们的生活幸福感提升的话,那么它的存在才是有价值的。

淘宝

最新评论
请先登录才能进行回复登录
百度
更多
在线客服系统在线咨询
×
京东
更多