يمكن للعلماء الآن إنتاج ألماس فعال من حيث التكلفة ومُنتج في المختبر خلال 150 دقيقة فقط، ويبدو مطابقًا للماس الطبيعي.
ابتكر باحثون من جمهورية كوريا ألماسًا صغيرًا يمكن أن يوفر بديلاً أكثر صداقة للبيئة للماس الطبيعي.
قام الباحثون بدمج السيليكون وسلسلة من المعادن المسالة مع غازات الكربون تحت درجات حرارة شديدة مما أدى إلى تحويلها إلى ذرات كربون اندمجت مع السيليكون لتكوين الماس.
وفي الولايات المتحدة، تبلغ تكلفة قطعة الألماس ذات القيراط الواحد 2500 دولار في المتوسط، في حين أن ما يعادلها في المختبر لا يتكلف سوى 500 دولار.
يستغرق الألماس مليارات السنين ليتشكل بالكامل، مما يجعله أكثر تكلفة بالنسبة للمشترين، لكن البديل الذي يتم إنتاجه في المختبر يمكن أن يوفر لك آلاف الدولارات. هل يمكنك اخباري بالفرق؟
لا يبدو الألماس المزروع في المختبر مختلفًا عن الألماس الطبيعي بالعين المجردة، ولكن نظرًا لأنه يمكن رؤية الاختلافات بوضوح من خلال المجهر، فإن ذلك يجعله بديلاً أرخص.
قام الباحثون بخلط الغاليوم السائل والحديد والنيكل والسيليكون في بوتقة – وعاء على شكل كوب يستخدم لإذابة المواد – وقاموا بتسخينه إلى 1877 درجة فهرنهايت. أدى مزيج المعادن المنصهرة والغازات مع السيليكون إلى تكوين بلورات صغيرة
يستغرق الألماس مليارات السنين ليتشكل بالكامل، مما يجعله أكثر تكلفة بالنسبة للمشترين، لكن البديل الذي يتم إنتاجه في المختبر يمكن أن يوفر لك آلاف الدولارات.
بالنسبة للعين المجردة، لا يبدو الألماس المُصنع في المختبر مختلفًا عن البديل الطبيعي، لكنه يبدو مختلفًا تمامًا تحت المجهر، وهذا هو سبب وجود فجوة كبيرة في السعر.
قام الباحثون بخلط الغاليوم السائل والحديد والنيكل والسيليكون في بوتقة – وعاء على شكل كوب يستخدم لإذابة المواد – وقاموا بتسخينه إلى 1877 درجة فهرنهايت.
تم تعريض المعادن الموجودة في البوتقة لغازي الميثان والهيدروجين الذي انحل إلى غاز الكربون.
عندما اندمج غاز الكربون المتبقي مع السيليكون، أجبر ذرات الكربون على الارتباط معًا، مما أدى إلى تكوين بلورات صغيرة.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة رودني روف إن السيليكون هو مفتاح النجاح، وقال لمجلة Science: “إذا لم نضيف بعض السيليكون، فلن نحصل على الماس”.
اختبر روف وفريقه زيادة نمو البلورة في 15 و30 دقيقة، لكنهم وجدوا أنه لم يكن هناك سوى جزء صغير من بلورة الماس تبرز من السطح المعدني في البوتقة.
استمرت الماسة في النمو عندما فحصها الباحثون بعد 60 دقيقة، ولكن لم يتم تشكيلها بالكامل إلا بعد 150 دقيقة.
وعلى الرغم من التقدم الكبير، لا يزال عرض البلورات 100 نانومتر فقط – وهو حجم فيروس نموذجي تقريبًا – لكن الباحثين يعتقدون أنهم سيكونون قادرين على تطوير أساليبهم بما يكفي لإنتاج ألماس أكبر في النهاية.
وقال روف: “ستبدأ الكثير من المختبرات حول العالم في طهي الأشياء”.
وفي الولايات المتحدة، تبلغ تكلفة قطعة الألماس ذات القيراط الواحد 2500 دولار في المتوسط، في حين أن ما يعادلها في المختبر لا يتكلف سوى 500 دولار.
إذا تحققت توقعاته، فقد يحدث ثورة في صناعة الألماس المتوسعة بالفعل في المختبر.
وفي عام 2015، شكل الماس المنتج في المختبر أقل من واحد في المائة من المبيعات العالمية، لكن هذه الكمية قفزت إلى ما يقرب من 20 في المائة بحلول نهاية العام الماضي.
يمكن أن يكون هذا استجابة لانخفاض الأسعار، حيث يكلف الماس المزروع في المختبر جزءًا صغيرًا مما قد يدفعه الناس مقابل الماس المزروع بشكل طبيعي.
عادةً ما تتكلف قطع الماس المستديرة ذات القيراطين ذات اللون العالي والوضوح ما بين 13000 دولار و14000 دولار، لكن الماس المزروع في المختبر يمثل جزءًا صغيرًا من هذا السعر، حيث يكلف 1000 دولار.
أسعار الألماس المصنع في المختبر آخذة في الانخفاض. والسبب هو العرض والطلب البسيط. وقال ميهول سومبورا، الرئيس التنفيذي لشركة Diamond Hedge، وهي أداة لمقارنة أسعار الألماس، لشبكة CBS MoneyWatch، إن العديد من الشركات المصنعة تخرج وتغمر السوق بها، مما يتسبب في انخفاض الأسعار.
وقال سومبورا: “في معظم الأحيان، من الصعب التمييز بين الاثنين، لكن الأمر يتعلق بالشوائب، ويمكنك رؤية أنماط النمو بالمجهر”، مضيفًا: “لن تسترد أموالك، هذا هو السبب”. المشكلة الرئيسية.
الباحثون غير متأكدين من المدة التي يستغرقها تشكل الماس بشكل طبيعي لأنها ليست عملية مستمرة.
قد يبدأ الألماس في النمو في الوشاح العلوي لقشرة الأرض، ولكن يمكن أن تتوقف العملية بسبب تغير الظروف المناخية بما في ذلك درجة الحرارة، أو مقدار الضغط الواقع عليه، أو كمية الكربون التي يتعرض لها.
ولهذا السبب يمكن أن يبقى الماس لملايين أو مئات الملايين من السنين قبل أن يبدأ في النمو مرة أخرى.
يمكن للماس المزروع في المختبر أن يوفر بديلاً طويل المدى للماس الدموي – المعروف أيضًا باسم ماس الصراع – والذي يتم استخراجه في مناطق الحرب وبيعه لتمويل جهود الحرب المستمرة.
ويمكن أيضًا أن يحل محل تعدين الماس الذي يمكن أن يدمر الأراضي المحيطة ويطلق مواد كيميائية ضارة.
مقابل كل قيراط من الماس يتم استخراجه، يتم تدمير ما يقرب من 100 قدم مربع من الأرض، ويتم إنشاء 5798 رطلاً من النفايات المعدنية، ومن المتوقع أن يرتفع الطلب إلى 292 مليون قيراط، وفقًا لمنظمة Greenmatch، وهي منظمة للاستدامة والطاقة المتجددة.
وقال بول زيمنيسكي، أحد كبار محللي صناعة الألماس، لقناة ABC News: “الألماس متأصل للغاية في ثقافتنا”.
“أعتقد، كبشر، أننا نرغب فقط في الحصول على هذه الأحجار الكريمة والمعادن النادرة والثمينة. إنه ليس عمليًا، لكنه يجعلنا نشعر بالارتياح.