تم تقدير الماس ، أصعب مادة في الطبيعة ، منذ فترة طويلة من أجل تألقها وندرتها. ومع ذلك ، مع تقدم التكنولوجيا ، أصبح من الممكن الآن زراعة الماس في المختبرات التي لها نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية بالضبط مثل الماس الطبيعي. الماس المزروع في المختبر ليس فقط بأسعار معقولة ، ولكن عملية الإنتاج هي أيضًا أكثر ملاءمة للبيئة وتسيطر عليها. فكيف هذه & lsquo ؛ معجزات العلوم ’ صنع؟

## طريقتان رئيسيتان للتصنيع

هناك طريقتان تكنولوجياتان رئيسيان للماس المزروع في المختبر: ارتفاع درجة حرارة الضغط (HPHT) وترسب البخار الكيميائي (CVD) ، كل منها له خصائصه الخاصة ومناسبة لإنتاج الماس لتلبية الاحتياجات والأغراض المختلفة.

### 1. طريقة ارتفاع درجة الحرارة عالية الضغط (HPHT)

تحاكي طريقة ارتفاع درجة الحرارة المرتفعة (HPHT) الظروف الطبيعية التي تتشكل فيها الماس الطبيعي بعمق داخل قشرة الأرض. يعود تاريخ هذه الطريقة إلى الخمسينيات ، عندما نجح الباحثون في شركة جنرال إلكتريك أولاً في تصنيع الماس في المختبر.

تتضمن طريقة HPHT وضع مصدر الكربون عالي النقاء (عادةً الجرافيت) مع محفز معدني (مثل الحديد أو النيكل أو الكوبالت) في جهاز مقاوم للضغط العالي. ضغط حوالي 5-6 GPA (أي ما يعادل 50-60،000 مرة من الضغط الجوي) ودرجة حرارة عالية من 1300-1600 ° ثم يتم تطبيق C. في ظل هذه الظروف القاسية ، تعيد ذرات الكربون ترتيب نفسها لتشكيل التركيب البلوري للماس.

تتمثل ميزة طريقة HPHT في أنه يمكن أن تنتج الماس ذو جودة الأحجار الكريمة بسرعة نسبيًا (عادةً ما يكون بضعة أيام إلى بضعة أسابيع) ، وهي مناسبة بشكل خاص لإنتاج الماس الملون مثل الأصفر أو الأزرق. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة متطلبة للغاية وتميل الماس المنتجة إلى أن تكون صغيرة الحجم وقد تحتوي على شوائب معدنية.

### 2. ترسيب البخار الكيميائي (CVD)

ترسب البخار الكيميائي (CVD) هو تقنية جديدة نسبيًا لم يتم استخدامها إلا في إنتاج الماس في الثمانينات. بدلاً من محاكاة الظروف الطبيعية ، تستخدم هذه الطريقة تفاعلًا كيميائيًا لتشكيل الماس من خلال إيداع ذرات الكربون في بيئة منخفضة الضغط.

تتضمن عملية الأمراض القلبية الوعائية وضع شريحة رقيقة من بلورة بذور الماس (عادةً ما تنتجها طريقة HPHT) في غرفة فراغ وتمريرها من خلال غاز يحتوي على الكربون (عادة الميثان) والهيدروجين. ثم يتم تأين الغازات في البلازما بواسطة الموجات المايكروويدية أو أي وسائل أخرى ، وتُفصل ذرات الكربون عن الغازات وترسبها في طبقات على بلورة البذور ، وتشكل تدريجياً بلورة الماس.

تتمتع طريقة الأمراض القلبية الوعائية بميزة القدرة على إنتاج الماس الأكبر حجمًا من النقاء الأعلى (معدلات نمو تبلغ حوالي 0.1 إلى 10 ميكرون في الساعة) وهي مناسبة بشكل خاص لإنتاج الماس بدون لون أو بالقرب من اللون. ومع ذلك ، فإن دورة النمو طويلة وقد تستغرق عدة أسابيع قبل توفر الماس القابل للاستخدام.

## من البلورات الخشنة إلى الأحجار الكريمة الفوقية

سواء تم إنتاجها بواسطة HPHT أو CVD ، تبدأ الماس كبلورات خشنة تحتاج إلى الخضوع لنفس عمليات القطع والتلميع مثل الماس الطبيعي لتصبح الأحجار الكريمة المتلألئة.

أولاً ، يدرس الخبراء الهيكل الداخلي والخصائص البصرية للحجر الخام لتحديد أفضل قطع لزيادة تألقه وقيمته. ثم يتم قطعها باستخدام شفرة المنشار المغطاة بالمسحوق الماسي أو الليزر. ويلي ذلك عددًا من العمليات ، بما في ذلك الطحن والتلميع ، لإعطاء الماس مظهره المألوف.

## مستقبل تطبيقات الماس المختبري

تتجاوز تطبيقات الماس المزروع في المختبر إلى ما هو أبعد من مجال المجوهرات. نظرًا لخصائصها الفيزيائية الممتازة (الموصلية الحرارية العالية ، الصلابة العالية ، القصص الكيميائية ، إلخ) ، لديهم مجموعة واسعة من التطبيقات في الصناعة:

- أدوات القطع: أدوات قطع الماس والخوض

- الإدارة الحرارية: أحواض الحرارة للأجهزة الإلكترونية

- النوافذ البصرية: أنظمة الليزر عالية الطاقة

- الحوسبة الكمومية: كحاملات البتات الكمومية

- التطبيقات الطبية: الأدوات الجراحية وطلاء الزرع

مع تقدم التكنولوجيا ، تستمر تكلفة إنتاج الماس المختبر في الانخفاض وتستمر جودتها في التحسن. اليوم ، حتى علماء الأحجار الكريمة المحترفين يحتاجون إلى معدات متخصصة لتمييز الماس المختبري عالي الجودة من الماس الطبيعي. هذا لا يوفر للمستهلكين المزيد من الخيارات فحسب ، بل يفتح أيضًا احتمالات كبيرة للتطبيقات الصناعية للماس.

تمثل الماس المزروع في المختبر إنجازًا مهمًا في علوم وهندسة المواد ، مما يؤدي إلى عدم وضوح الخط الفاصل & lsquo ؛ طبيعي ’ و & lsquo ؛ من صنع الإنسان ’ وإظهار قدرة الإنسان على تكرار وحتى تحسين عجائب الطبيعة. نظرًا لأن مفهوم التنمية المستدامة يصبح أكثر انتشارًا ، فمن المحتمل أن تشغل هذه الطريقة الصديقة للبيئة التي يمكن تتبعها لإنتاج الماس موقعًا أكثر أهمية في السوق.

إذا كنت تفكر في شراء الماس ، فإن الماس المزروع في المختبر هو خيار فعال من حيث التكلفة ومستدامة!