Diamantele sintetice

Diamantul și grafitul reprezintă cele două stări alotropice sub formă cărora carbonul se găsește în natură. Spre deosebire de grafit, care cristalizează în sistem hexagonal, diamantul este cristalizat în sistem cubic.

În rețeaua sa fiecare atom de carbon este înconjurat tetraedric de alți atomi de carbon. Legături covalente foarte puternice leagă toți atomii din cristalul de diamant făcându-l extrem de dur (are duritatea 10 în scara lui Mohro). Masa diamantului este exprimată în carate (1 carat = 0,205 g).

Obținerea diamantului în laborator i-a preocupat pe chimiști încă de la începutul secolului al XIX-lea, când cercetările efectuate de S. Tennant au demonstrat că singurele forme cristaline ale carbonului sunt diamantul și grafitul. Descoperirea sa a avut ca urmare inițierea unor cercetări febrile pentru crearea unor condiții de temperatură și presiune similare celor în care se formează diamantele naturale.

În 1893, F.F.H. Moisan a preparat pe cale artificială diverse forme alotropice ale carbonului. Cea dintâi materie primă folosită pentru fabricarea diamantului sintetic a fost grafitul, dar sinteza diamantului din grafit a fost realizată abia în 1955 de P.W. Bridgemann în laboratoarele firmei General Electric din SUA.

Cunoscând faptul că grafitul are aceeași compoziție chimică cu a diamantului, cercetătorii au urmărit să transforme grafitul în diamant, aplicând temperaturi de 2 000°C și presiuni de 55 000 de atmosfere. Dificultățile legate de realizarea acestor condiții de lucru au îndreptat cercetările spre o nouă tehnică de producere a diamantelor – diamantocultura.

Metoda constă în creșterea volumului grăunților de diamant, creindu-se o concentrare suprasaturată de atomi de carbon în jurul lor cu ajutorul  unui gaz conținând carbon. Moleculele de gaz lovesc suprafața încălzită a diamantului și, prin descompunere, eliberează atomi de carbon.

În acest sens, B.V. Derjaghin și B.V. Spitin (1956) au folosit o atmosferă de tetraiodură de carbon la 1 000°C. Un procedeu asemănător a fost perfecționat de W.G. Eversole, în 1958, care trata pulberea de diamant cu hidrocarburi (metan).

SURSĂ: Vasile V. Văcaru, Descoperiri științifice ale secolului XX