Производство бриллиантов стало дешевле, чем когда-либо, что создаёт странную проблему: слишком много бриллиантов.
В эпоху, когда в Интернете можно купить практически всё, что угодно, нет ничего удивительного в том, что на китайском сайте электронной коммерции Alibaba можно приобрести станок для изготовления бриллиантов за $200 000. Если вы, как и я, не обращали внимания на алмазную промышленность, то окажется, что доступность этих машин отражает постоянную тенденцию к демократизации производства алмазов — процесс, начавшийся несколько десятилетий назад и продолжающий развиваться.
История бриллиантов, выращенных в лаборатории, насчитывает не менее полувека. По словам аспиранта Гарварда Джавида Лакха (Javid Lakha), написавшего обширную статью о выращенных в лаборатории алмазах, опубликованную в журнале Works in Progress в прошлом месяце, первый успешный синтез алмазов в лабораторных условиях произошёл в 1950-х годах. Лакха рассказывает, как Говард Трейси Холл, химик из General Electric, создал первые выращенные в лаборатории алмазы, используя процесс высокого давления и высокой температуры (HPHT), который имитировал условия, при которых алмазы образуются в природе.
С тех пор технология изготовления алмазов значительно продвинулась вперёд. Сегодня существует два основных метода создания выращенных в лаборатории алмазов: процесс HPHT и химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Оба типа машин сейчас выставлены на продажу на Alibaba, причём цены начинаются примерно от $200 000, как отметил в комментарии на Hacker News инженер Джон Нэгл (John Nagle) (на Hacker News он известен под ником «Animats»). Найденная нами машина CVD стоит дороже — около $450 000.
Не самое простое производство
Хотя идея покупки станка для производства алмазов на Alibaba может быть интригующей, важно отметить, что управлять им не так просто – не получится включить его в розетку и наблюдать, как образуются алмазы. Согласно статье Лакха, для эффективной работы этих машин требуется значительный опыт и дополнительные ресурсы.
Для пресса HPHT вам понадобится надёжный источник высококачественного графита, металлические катализаторы, такие как железо или кобальт, а также точные системы контроля температуры и давления. Для CVD-машин требуется постоянная подача метана и водорода, а также возможность генерировать и контролировать микроволны или горячие нити. Для обоих методов необходимы затравочные кристаллы алмаза, чтобы запустить процесс роста.
Кроме того, вам понадобятся специальные знания, чтобы управлять параметрами роста, безопасно обращаться с потенциально опасными материалами и оборудованием высокого давления, а также перерабатывать полученные необработанные алмазы в пригодные для использования драгоценные камни или промышленные компоненты. Кроме того, машины потребляют значительное количество энергии и требуют регулярного обслуживания. Эти факторы могут привести к тому, что производство алмазов столкнётся с различными легальными ограничениями, описание которых выходит далеко за рамки данной статьи.
Короче говоря, хотя эти машины стали более доступными, чем когда-либо, превращение одной из них в производительную операцию по изготовлению алмазов всё равно потребует значительных инвестиций в оборудование, материалы, опыт и меры безопасности. Но ведь можно и помечтать, правда?
Великое алмазное перенасыщение
Иногда комментарий на Hacker News оказывается на вес золота (или бриллиантов), и Джон Нагл, который разработал алгоритм Нагла для повышения эффективности сетей TCP/IP в 1980-х годах, опубликовал отличный комментарий в ответ на статью Лакха. В ней содержатся факты об алмазах с указанием источников, которые стоит передать любому, кому интересно текущее состояние производства алмазов.
Одна из заметных разработок исходит от De Beers, алмазной корпорации, известной своим доминированием на рынке природных алмазов. Благодаря своему научно-исследовательскому подразделению Element Six компания теперь способна производить синтетические алмазы с уровнем дефектов в диапазоне частей на миллиард. Этот уровень чистоты намного превышает тот, что необходим для ювелирных изделий, и переходит в сферу высокотехнологичного применения. Element Six даже создала алмазные окна для лазеров размером до 10 см в поперечнике, демонстрируя потенциал для больших, чрезвычайно чистых синтетических алмазов.
Что касается природных алмазов, то здесь произошёл удивительный прорыв. Нагл отмечает, что промышленность разработала промышленную рентгеновскую систему для обследования горных пород перед дроблением, что помогает сохранить крупные алмазы, которые в противном случае могли бы быть разбиты при добыче. Эта технология привела к некоторым впечатляющим находкам, включая алмаз весом 2 492 карата, обнаруженный в прошлом месяце. Сортировщик для этой работы поставляется компанией TOMRA, известной своими крупносерийными сортировочными системами, используемыми в переработке отходов и пищевых продуктов.
Интересно, что этот усовершенствованный метод добычи создал неожиданную проблему: избыток гигантских алмазов, слишком больших для обычного ювелирного использования. Этому перенасыщению не способствовала автоматизация алмазной промышленности. Нагл отмечает, что процессы чистовой огранки и полировки алмазов были автоматизированы, причём большая часть оборудования для этих задач поставляется из Китая и Индии.
В результате, говорит Нагл, выращенные в лаборатории бриллианты теперь можно купить на развес в пластиковых пакетах, и их — большой сюрприз — мы также нашли в продаже на Alibaba, хотя цена сильно варьируется в зависимости от того, запасаетесь ли вы промышленной алмазной крошкой для шлифовки и полировки или покупаете сверкающие образцы круглой огранки для ювелирных изделий.
Этот образ резко контрастирует с традиционным представлением о том, что бриллианты всегда были редкими, драгоценными камнями, каждый из которых ценился индивидуально и с которым обращались бережно. Как многие теперь знают, эта концепция была создана отделом маркетинга De Beers в 1930-х годах для продажи обручальных колец с бриллиантами.
Хотя перенасыщение алмазами является проблемой для отрасли, выверенной вокруг идеи о том, что алмазы — это редкие, драгоценные камни, возможно, низкая цена синтетических алмазов может привести к промышленному применению, которое было непрактичным в прошлом. Кто знает, может быть, в один прекрасный день Apple выпустит абсолютно небьющийся iPhone с экраном из алмазного стекла.
