鑽石恆久遠接下來的一句是啥?一顆永流傳。
橋豆麻袋!先別走,這不是廣告。
閃耀的鑽石總能讓人心動,不少人會忍不住購買。所以生活中可能有小夥伴會疑惑,每年結婚的人那麼多,而鑽石又是一種有限的天然資源,會不會有用完的那一天?
問得好!其實,還沒買的小夥伴壓根就不用著急,因為鑽石除了天然開採之外,現在還出現了合成鑽石,甚至,頭髮也能做鑽石。
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是的,你沒有看錯!頭髮和鑽石,看似是兩個風馬牛不相及的東西,但科學就是這麼地神奇。
鑽石到底是什麼東西?
要想把普通的頭髮變成鑽石,我們首先要弄清楚,到底什麼是鑽石。
很多人對鑽石的理解就是一個閃閃發光的石頭,雖然它的確是石頭,但卻是不一般的石頭(這不是廢話嘛)。
金伯利巖中的金剛石(紅色圓圈中的透明顆粒),產於山東蒙陰,圖片來源馬志飛
鑽石的原始狀態其實是金剛石,博學的小夥伴肯定知道,金剛石是一種天然礦物,它是自然界中天然存在的最堅硬的物質,其主要成分是碳元素。
原生金剛石可分為寶石級和工業級兩種,鑽石是寶石級金剛石經過加工打磨後得到的。
在自然條件下,金剛石的形成需要經歷億萬年的地質變化,結晶於地球深處地幔巖漿之中,這些巖漿的溫度通常在700-1200攝氏度之間。
怎麼製作鑽石?
人工合成鑽石常用的方法主要有兩種:高溫高壓(HTHP)法和化學氣相沉澱(CVD)法,其中,高溫高壓法使用更為廣泛。
化學氣相沉澱法合成的鑽石,圖片來源馬志飛
可能你會認為合成鑽石是近幾年才出現的,但事實上,合成鑽石早在1954年就出現了,當時使用的方法就是高溫高壓法。
培育鑽石實驗室,圖片來源 VINKKI唯霓凱
簡單來說,高溫高壓法就是人工模擬鑽石形成的條件,將其它晶體結構的碳質材料(例如石墨,它和金剛石是同素異形體)轉化為具有強共價鍵的金剛石型晶體結構。
通常來講,合成鑽石需要在1400攝氏度以上的高溫 、15-18萬個大氣壓的高壓條件下進行,用一顆很小的天然鑽石作為籽晶,加入碳源(石墨、鑽石粉等)和催化劑(Fe、Ni、Co及其合金都可以作為催化劑),讓這些生長材料在一個小的膠囊中逐漸「生長」,形成鑽石。
目前,合成鑽石的技術越來越成熟,多數消費者很難分辨出合成鑽石與天然鑽石,一般通過專門的機構和儀器才能鑑別出來。
頭髮怎麼變成鑽石?
說了這麼多,可能很多小夥伴要按捺不住了,到底頭髮和鑽石有什麼關係?
首先,我們要知道,頭髮主要由角蛋白組成,有一定的耐熱性,當溫度超過一定限度,頭髮就會發生碳化。
看看別人濃密的頭髮,圖片來源 stocksnap
我們已經知道,鑽石由碳元素組成,而碳化後的頭髮只剩下了碳元素。
並且,人的頭髮中,碳含量佔頭髮總重量的40%。也就是說,只要我們能夠將頭髮中的碳提取出來,就可以用來製作鑽石啦。
具體過程是這樣的:首先,採集人體5-10克的髮絲,在1800-3000攝氏度的高溫環境下碳化。
接著,通過高溫高壓法合成鑽石,把碳化後的頭髮和其他材料送入高溫高壓環境,耐心等待鑽石原石「長成」,這個培養過程一般需要10周以上。
最後,對得到的鑽石原石進行加工,去除雜質,打磨成型,就可以得到成品鑽石了。
某公司鑽石工藝流程圖,圖片來源參考文獻6
驚喜的是,每個人的頭髮顏色不一樣,最後製作出來的鑽石,都會呈現不一樣的顏色。目前通過這種技術,已經製造出了黃色、綠色、白色和藍色的鑽石。
其實,我們身邊也不乏「頭髮鑽石」的存在。
「樂聖」貝多芬去世後,除了留下音樂遺產,還有價格不菲的「貝多芬鑽石」。
2007年,美國的一家公司利用合成鑽石技術,將貝多芬的頭髮製作成三顆藍色寶石,在拍賣場上起拍價就高達5萬美元。
貝多芬鑽石,圖片來源 bing.com
生活中也有人做結髮鑽戒,和丈夫共同佩戴,做真正的「結髮夫妻」呢。
蝌蚪君: 了解頭髮也能變成鑽石之後,你有沒有興趣用自己的頭髮做一個鑽石?
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審核專家:馬志飛,地質科普作家,高級工程師
參考文獻:
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責編/Akua