Πώς κατασκευάζονται τα διαμάντια

Ο μανδύας όπου γεννιούνται τα διαμάντια είναι βαθιά μέσα στη Γη, κάτω από 100 χιλιόμετρα. Είναι ένας τόπος με υψηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις, συνθήκες απαραίτητες για τα άτομα άνθρακα που συνδέονται μεταξύ τους με τέτοιο τρόπο ώστε τελικά να προκύψουν διαμάντια. Για να συμβεί αυτό, τα άτομα πρέπει να τακτοποιηθούν με έναν συγκεκριμένο τρόπο που τους επιτρέπει να μοιράζονται ηλεκτρόνια - α κανονικό, τρισδιάστατο γεωμετρικό σχέδιο που, εάν αφεθεί να αναπτυχθεί χωρίς παρεμβολές, παράγει μεγάλο, καθαρό διαμάντι κρύσταλλα. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις ρίχνουν τους κρυστάλλους από τα βάθη της Γης.

Οι υψηλές θερμοκρασίες και οι πιέσεις που απαιτούνται για τη δημιουργία διαμαντιών υπάρχουν επίσης όταν κομήτες ή μετεωρίτες χτυπούν τη Γη. Το σοκ των επιπτώσεων είναι τόσο μεγάλο που τα ορυκτά αλλάζουν από τη μία μορφή στην άλλη. Σε αυτήν την περίπτωση, ο γραφίτης επαναμορφώνεται σε διαμάντια. (Όπως τα διαμάντια, ο γραφίτης είναι επίσης κατασκευασμένος από άνθρακα αλλά ενώνεται με διαφορετικό μοτίβο.) Οι γεωλόγοι κοιτάζουν τέτοια διαμάντια, μερικές φορές μόνο μικροσκοπικά σε μέγεθος, ως απόδειξη πρόσκρουσης. Μετεωρολογικές συγκρούσεις στο διάστημα οδηγούν επίσης σε διαμάντια.

Υπάρχουν δύο κύριες διαδικασίες με τις οποίες δημιουργούνται χειροποίητα διαμάντια: η μέθοδος υψηλής πίεσης, υψηλής θερμοκρασίας (HPHT) και η εναπόθεση χημικών ατμών (CVD). Η πρώτη προσπαθεί να δημιουργήσει συνθήκες παρόμοιες με εκείνες που βρέθηκαν στη Γη για τη δημιουργία διαμαντιών, με αποτέλεσμα κρύσταλλα χρήσιμα για βιομηχανικούς σκοπούς όπως διάτρηση ή κοπή. Στη μέθοδο HPHT, οι σπόροι διαμαντιών τοποθετούνται σε ένα θάλαμο μαζί με γραφίτη. Η υψηλή πίεση εφαρμόζεται μηχανικά από συσκευές όπως έμβολα ή αμόνι, μαζί με υψηλές θερμοκρασίες. Τα άτομα άνθρακα του γραφίτη αρχίζουν να συνδέονται με τους σπόρους και να αναπτύσσουν κρύσταλλους διαμαντιών κατά τη διάρκεια των ημερών.

Μεγαλύτερα διαμάντια δημιουργούνται μέσω της διαδικασίας CVD, η οποία χρησιμοποιεί επίσης ένα μικρό διαμάντι ως σπόρο. Ο σπόρος τοποθετείται σε θάλαμο μαζί με αέρια που φέρουν άνθρακα, όπου είναι μικροκύματα. Αυτό καθιστά τα άτομα άνθρακα χωριστά από το αέριο και πέφτουν πάνω στον σπόρο διαμαντιών. Χρησιμοποιώντας τον σπόρο ως βάση δόμησης, τα άτομα άνθρακα ενώνονται για να σχηματίσουν το γεωμετρικό σχέδιο που δημιουργεί έναν διαμάντι κρύσταλλο.