你可能听说过这么一个说法:一个叫戴比尔斯的公司,几乎垄断了全世界的钻石矿场。地球上的天然钻石存量明明很巨大,但这个公司故意降低钻石产量,并通过舆论造势,打出“钻石恒久远,一颗永流传”的口号,将钻石的价格抬上天,在全世界赚取高额利润。因此,人们将钻石称为“世纪骗局”。
但也有人认为,钻石的存量虽然很大,但绝大部分都是非常细小的钻石,没有什么收藏价值,而那些比较大颗的钻石则非常稀少,而且还需要非常复杂的切割工艺来切割,因此钻石的价格才会那么高。
不管真相究竟是怎样的,钻石的局面有可能会被科学家们扭转。在最近发表于《PhysicalReviewB》科学期刊上的一项新研究中,研究人员首次提出确凿的证据表明,在实验室生产的六边形钻石,比天然形成的立方形钻石硬度更高。
六边形钻石,顾名思义,其晶体结构是六边形的。此前,科学家们在一些陨石撞击地点发现过非常少量的六边形钻石,在实验室中也用人工的方法制造出过一些六边形钻石。但是以上的这些钻石,要么太小,要么不稳定,科学家们很难测量它们的硬度,更别希望这些六边形钻石能有什么实际的应用了。
最近,来自美国华盛顿州立大学冲击物理研究所的科学家们,在实验室里成功制造出了六边形钻石,其大小足以用声波测量其硬度。“六边形钻石是一种非常独特的材料,”研究论文的通讯作者约根德拉·古普塔(YogendraGupta)说,它不仅是最坚硬的,而且具有漂亮的光学性质和很高的导热性。现在他们已经在冲击压缩实验条件下制造出六边形钻石,这种钻石比普通的天然钻石的硬度和刚度都要大得多。
长期以来,研究人员一直希望制造出一种比天然钻石更坚固的材料,这种材料在工业上有多种潜在的用途。而且许多人认为六角形钻石会更坚固,华盛顿州立大学冲击物理研究所的研究提供了第一个实验证据,证明它们确实如此。
美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的博士后研究员特拉维斯·沃尔兹(TravisVolz)和古普塔使用火药和压缩气体将一角硬币大小的石墨盘以每小时英里的速度推进到透明材料上。撞击在圆盘中产生了冲击波,在很短的时间内,它们转变成了六边形钻石。
撞击过后,研究人员立即释放一个小声波,并用激光测量它在钻石中的运动。一般来说,在越坚硬的材料中,声波的传播速度越快,不出所料,研究人员在六边形钻石中测出的声波传播速度,比在立方体钻石中更快。
刚度是材料在力或压力下抵抗变形的能力,硬度则是指抗划伤或其他表面变形的能力。沃尔兹认为,一般来说,较硬的材料其刚度也很高。虽然研究人员无法通过直接刮擦钻石来测试硬度,但通过测量六边形钻石的硬度,他们可以间接推断出六边形钻石的刚度。
如果科学发展到实验室制造的六边形钻石,达到可以被制造和回收的地步,那么它们可能会发展出让人意想不到的多种用途。沃尔兹说:“硬质材料能够极大提高加工能力的上限。例如,金刚石在工业钻头中已经使用了很长时间。由于我们发现六边形金刚石可能比立方形金刚石更硬,因此它可能是加工、钻孔或使用立方形金刚石的任何类型应用的高级替代品。”
虽然六角钻石的工业优势显而易见,但仍有可能有一天被用于珠宝首饰上。目前实验室生产的立方体钻石与天然钻石相比价值较低,但六边形钻石在未来的价格可能比天然钻石要高,毕竟六边形钻石更坚硬、更美观。但戴比尔斯的“钻石骗局”会不会被捅破,天然钻石会不会变成“白菜价”呢?这得看各方的利益关系是如何处理的了。