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中科院实现“钻石种植技术”,颠覆超硬行业的开始

http://www.aiyrlg.com    来源:互联网前沿阵地    日期:2019-10-31

近日,在中国科学院宁波材料技术与工程研究所科技创新创业汇报会上,大批“典型科研成果”揭晓。其中,在实验室花一周时间就能培育钻石的技术,备受关注。那这项技术是怎么实现的?

专家介绍,培育钻石的方法就像种粮食,需要种子与养料,其中种子就是天然钻石,此外还需要用到甲烷气体,甲烷在能量的作用下,形成了碳的等离子体,等离子体就像灰尘一样,在空气中慢慢沉积到天然钻石上,一点一点沉积上去,就会以每小时0.007毫米的速度“生长”了!

在实验室环境下,培育一颗1克拉的钻石只需一星期,它的硬度和纯净度都可以媲美天然钻石,但价格却只有天然钻石的六分之一。

化学气相沉积chemical vapor deposition,简称CVD,是一种用来产生高纯度固态材料的化学技术。典型的工艺是将基底暴露在原料气环境中,使基底表面发生化学反应来生产薄膜。主要应用于半导体行业,以生产硅,氧化硅,碳纤维,纳米碳管,碳化硅、氮化硅等材料。CVD也常用来生成合成钻石。

发明这项技术的“功能碳素材料”团队的专家介绍,培育钻石的过程跟种植粮食差不多,都需要“种子”和“原料”。中科院海洋新材料与应用技术重点实验室副主任李赫介绍,首先要有一个天然钻石的籽金片,然后甲烷气体在能量作用下形成了碳的等离子体,这个等离子体就像灰尘一样在空气中慢慢沉积到金刚石的籽金片上去,以每小时0.007毫米的速度“生长”。

走进中科院宁波材料所的实验室,“功能碳素材料”团队的专家正在对人造钻石的原材料进行检测。

一颗小小的天然钻石就是“种子”。

除了可以制成各类钻石饰品外,这项技术还可用于制造光学、激光、雷达等领域的精密仪器。

很多人对钻石情有独钟,但由于天然钻石较为稀有,价格也非常高昂,让很多消费者望而却步。而随着人造钻石的问世,珠宝消费市场的前景又会如何呢?

有着和天然钻石一样的切割,也像天然钻石一样夺目。但这些钻石是在实验室里制造出来的。

相比来看,人造钻石更环保,价格也比天然钻石便宜30%到40%。

消费者喜欢这种产品,并与产品联系在一起,预计在两年内,该行业将会成为价值数十亿美元的产业。

钻石生产商戴比尔斯在2018年发布了一个以合成宝石为特色的新珠宝品牌。

但奢侈品牌研究公司MVI市场公司的一项研究表明,70%的千禧一代表示会考虑人造钻石首饰。

一克拉钻石由于工艺不同其价格也不同,上下差异可达2-20万元之间,按照低标准来计算的话,中科院培养的钻石成本可能在3300元以上,1万元以下,价格是相当便宜。

除了可以制造钻石饰品之外,该技术还能用于制造激光雷达的精密仪器,比如采用这种材料制造的手术刀会更锋利,寿命也更长。

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