關(guān)于鉆石你可能不知道的20件事

金剛石是我們所知道的最硬的物質(zhì)；在一些氣體行星上會(huì)下鉆石雨；在文藝復(fù)興時(shí)期的民間傳說(shuō)中，它被認(rèn)為是一種抵御瘋狂的護(hù)身符，同時(shí)也被當(dāng)作一種難以讓人提防的慢性毒劑。

大多數(shù)鉆石最終都處于工業(yè)環(huán)境中，就像這種鉆石鉆頭一樣。

希望鉆石

國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材場(chǎng)景十分科幻?？茖W(xué)家們使用X射線激光器來(lái)轟擊氣體，這些與天王星和海王星大氣層的碳和氫原子結(jié)構(gòu)成分相似，所有這些能量都迫使碳原子分離出來(lái)并結(jié)合成微小的鉆石。

1. 鉆石，俗稱“金剛鉆”，是碳的一種同素異形體（金剛石、石墨烯、富勒烯、碳納米管、藍(lán)絲黛爾石等），是我們所知道的最硬的材料，素有“硬度之王”和寶石之王的美稱。它的硬度是最接近其硬度的氮化硅和立方氮化硼的兩倍多。習(xí)慣上人們常將加工過(guò)的稱為鉆石，而未加工過(guò)的稱為金剛石。

2.這種非凡的硬度來(lái)自它本身強(qiáng)大而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)：金剛石的晶體結(jié)構(gòu)是一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一個(gè)碳原子與周?chē)乃膫€(gè)碳原子形成一個(gè)正四面體并相互共享電子對(duì)。鉑金與鉆石是一對(duì)公認(rèn)的完美組合，鉑金的純白色澤能最大限度輝映鉆石本身的光芒，并且其不易磨損和堅(jiān)韌的特質(zhì)可以給鉆石最牢固的保護(hù)。

3.在自然界中，鉆石通常是在極端的壓力和溫度下，在地球的地幔深處，在我們行星表面下大約90英里或更遠(yuǎn)的地方。當(dāng)然這只是地球上的情況，在其他空間鉆石并不那么罕見(jiàn)。

4.鉆石是地球上最名貴的寶石，需要經(jīng)過(guò)地球內(nèi)部數(shù)十億年的高溫高壓才能形成。然而在遙遠(yuǎn)的海王星和天王星上竟然能下鉆石雨。2017年的一項(xiàng)研究很令人興奮：科學(xué)家首次重現(xiàn)了天王星和海王星成功生產(chǎn)“鉆石雨”的條件。

5.鉆石在地球上如此稀少，而在土星，木星、海王星、天王星這四個(gè)星球上卻會(huì)下鉆石雨，為什么呢？其實(shí)這也與這些行星的大氣層有關(guān)系。這些行星擁有非常濃厚的大氣層，而且在這些星球的大氣層中都包含有一種非常特殊的物質(zhì)——甲烷。

6.甲烷在大氣中閃電作用下轉(zhuǎn)化成為碳黑，而且它們可能會(huì)由于大氣的壓力，溫度的影響，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為石墨，再以石墨的形式繼續(xù)向下墜落。當(dāng)這些星球中大氣的溫度和大氣壓力都達(dá)到足夠合適的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再轉(zhuǎn)變成鉆石，然后形成顆粒的狀態(tài)下落，這就是我們口中所說(shuō)的鉆石雨。

7.更遠(yuǎn)的地方，系外行星“巨蟹座55E”,這個(gè)熱氣騰騰的巖石行星最初被稱為“鉆石星球”。 2012年10月，邁德蘇汗發(fā)表了一篇文章稱 “巨蟹座55E”——一個(gè)體積為地球2倍的多巖石系外行星——很可能被石墨和鉆石覆蓋。

8.但是，2013年另一項(xiàng)研究顯示，那只是一顆“巖石行星”。亞利桑那大學(xué)研究人員重新分析了這顆行星及其繞轉(zhuǎn)恒星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該行星中構(gòu)成鉆石的碳元素并沒(méi)有此前認(rèn)為的那么豐富，其含碳量應(yīng)該少于含氧量。

9.用于做珠寶的鉆石當(dāng)然是按克拉、切割工藝、凈度和顏色來(lái)評(píng)定的。鉆石的最佳顏色為無(wú)色，但也有特殊色，如藍(lán)色、紫色、金黃色等。任何其他顏色都暗示著雜質(zhì)。例如，鉆石中數(shù)百萬(wàn)個(gè)碳原子中的少量氮原子可使巖石呈現(xiàn)黃色或棕色，而藍(lán)色鉆石則被少量硼原子污染。

10.鉆石的產(chǎn)量十分稀少，通常成品鉆是采礦量的十億分之一，因而價(jià)格十分昂貴。印度是歷史上最著名的金剛石出產(chǎn)國(guó)，現(xiàn)在世界上許多著名的鉆石如“光明之山”“攝政王”“奧爾洛夫”均出自印度。

11.“希望鉆石”，最著名的藍(lán)色鉆石，比一開(kāi)始小很多。當(dāng)它在17世紀(jì)中期首次在印度開(kāi)采時(shí)重達(dá)112克拉，現(xiàn)在45.52克拉。“希望藍(lán)鉆石”是歷史上最臭名昭著的珠寶之一，它不僅因?yàn)槊利惗劽?，而且?jù)說(shuō)也被詛咒。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，它曾是路易十四和哈里·溫斯頓等人的財(cái)產(chǎn)，后者于1958年將其捐贈(zèng)給史密森學(xué)會(huì)，供科學(xué)家研究和游客參觀。

鉆石最佳顏色為無(wú)色，但也有特殊色，如藍(lán)色、紫色、金黃色等。

12.在1905年發(fā)現(xiàn)的庫(kù)利南鉆石是迄今發(fā)現(xiàn)的世界最大的鉆石，它有3106克拉，已被分磨成9粒小鉆，其中一粒被稱為“非洲之星”的庫(kù)里南1號(hào)鉆石重量仍占世界名鉆首位?，F(xiàn)存于英國(guó)王冠上。

13.自從1797年人們發(fā)現(xiàn)鉆石是由碳組成的礦物開(kāi)始，希望通過(guò)人工控制的情況把鉆石制造出來(lái)，這樣的嘗試就從未間斷過(guò)。第一次合成鉆石的嘗試要回溯到1880年。當(dāng)時(shí)蘇格蘭化學(xué)家詹姆斯·巴蘭坦·漢內(nèi)為了尋求制造鉆石所必須的高壓，他模仿制造炮管的方法制作了極厚的鐵質(zhì)卷筒，一頭開(kāi)口，在管內(nèi)填滿了反應(yīng)材料并將口焊死，最后置于大型反射爐中灼燒若干小時(shí)。

14.實(shí)驗(yàn)一共進(jìn)行了83次，其中僅有3次成功，在3次成功的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鐵筒內(nèi)壁上覆蓋有一層光滑物質(zhì)，將其刮下后呈透明碎粒狀物質(zhì)。大英博物館礦物部主任馬斯基林公開(kāi)宣布其所制造出的確是鉆石。但之后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)均告失敗，說(shuō)明其實(shí)驗(yàn)所具備的條件還不成熟，不具有重復(fù)性。

15.后來(lái)，查爾斯·阿爾帕農(nóng)·帕森斯等很多研究者也試圖重新嘗試當(dāng)年漢內(nèi)以及莫瓦桑的實(shí)驗(yàn)，并改良了相應(yīng)的設(shè)備，然而這些人造鉆石的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有一例是可信的。

16.時(shí)間延續(xù)到1953年，一次秘密的制造鉆石的實(shí)驗(yàn)在瑞典進(jìn)行中，當(dāng)時(shí)瑞典通用電機(jī)公司成功制造了1毫米以下的鉆石晶體，但因其未達(dá)到制造寶石級(jí)鉆石的本意，當(dāng)年并未宣布其成果，直到1955年才宣布，這成就了之后的美國(guó)GE公司合成鉆石的榮譽(yù)。

17.用石墨（另一種碳同素異形體）制造鉆石，制造鉆石所需的壓力高于100,000個(gè)大氣壓，溫度超過(guò)2000℃，瞬時(shí)溫度可達(dá)3000℃。在隨后的幾十年中，GE和世界各地的其他實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了其他的合成鉆石技術(shù)，其中大多數(shù)鉆石具有鉆孔或磨削等工業(yè)應(yīng)用，用起來(lái)很便利。

18.在一千多年前中國(guó)人就已經(jīng)發(fā)明了撲克牌，但是直到較晚的時(shí)候，“方塊（diamond）”才加入了花色中。該套牌花色似乎已經(jīng)沿著貿(mào)易路線，第一次到埃及，然后14世紀(jì)傳播到歐洲。歐洲商人最初保留了埃及人制造的套牌：寶劍，魔杖，杯子和硬幣。到了十五世紀(jì)末，法國(guó)愛(ài)好者開(kāi)發(fā)了我們今天所熟知的撲克牌花色：梅花、黑桃、紅桃和方塊。

19.附陰影鉆石錯(cuò)覺(jué)為一種由于人眼的錯(cuò)覺(jué)造成的現(xiàn)象，俗稱“瘋狂的鉆石”，指有許多縱向排列，有漸層，銳角為30至40度的菱形，乍一看，各菱形有不同的明暗，而其實(shí)各個(gè)菱形的顏色和明暗度都相同。

20.在文藝復(fù)興時(shí)期，金剛石被視為擋住惡魔和瘋狂的護(hù)身符。同時(shí)，用金剛石粉末制成的慢性毒藥曾流行在意大利豪門(mén)之間。當(dāng)人服食下金剛石粉末后，金剛石粉末會(huì)粘在胃壁上，在長(zhǎng)期的摩擦中，會(huì)讓人得胃潰瘍，不及時(shí)治療會(huì)死于胃出血，是種難以讓人提防的慢性毒劑。

美國(guó)GE公司制造鉆石使用的機(jī)器

1954年12月16日，第一批制造出的合成鉆石。

路易十四與希望藍(lán)鉆