Главная / Вопросы доктору / Как сделать алмаз из бумаги? Как выращивать бриллианты в домашних условиях? Как сделать искусственный бриллиант в домашних условиях.

Как сделать алмаз из бумаги? Как выращивать бриллианты в домашних условиях? Как сделать искусственный бриллиант в домашних условиях.

Выращивание искусственных камней – задача, над которой многие годы бьются коллективы учёных. «Народные умельцы» тоже давно задаются вопросом о том, как вырастить алмаз в домашних условиях. Некоторые даже нашли способы его получения.

Создание искусственных алмазов

В природе алмаз образуется под воздействием высоких температур (более 1600 °С) и высокого давления (60-100 тысяч атмосфер). В естественных условиях формирование алмазов происходит сотни тысяч, а то и миллионы лет. Искусственные алмазы, по своим физическим характеристикам полностью соответствующие натуральным, можно вырастить за несколько месяцев. Для этого необходимо воссоздать естественные условия их образования.

Дома создать аппарат, поддерживающий настолько высокую температуру и нужное давление, пока ещё никому не удавалось. Но некоторые «мастера» делятся советами о том, как всё-таки можно это сделать. Например, советуют взять толстостенную трубу, графит и тротил. Затем сложить тротил и графит в трубу и заварить её. Утверждается, что если взорвать тротил, а потом суметь отыскать остатки трубы, то в них вы найдете малюсенькие алмазики. На практике же шанс покалечиться в сотни раз превышает вероятность получить таким образом алмаз.

Другие «умельцы» предлагают более безопасный метод создания алмазов. Для него понадобится только карандаш, провод, вода (лучше жидкий азот) и источник высокого напряжения (например, сварочный аппарат). Достаньте из карандаша грифель и привяжите к обоим его концам провод. Грифель с проводом положите в контейнер с водой и заморозьте (или используйте для этих целей жидкий азот). Достаньте грифель из морозильника, присоедините провода к сварочному аппарату. Считается, что как только вы пропустите через свою конструкции сильный разряд тока, грифель практически моментально превратится в алмаз. Конечно, такой метод можно опробовать в целях эксперимента, но всерьёз рассчитывать на получение искусственного алмаза не стоит.

Создание искусственных драгоценных камней

В отличие от алмазов, многие другие драгоценные камни можно вырастить дома. Для этого вам надо изготовить или купить аппарат Вернейля и запастись реагентами. Для создания искусственного рубина, например, пригодится соль двуокиси алюминия, имеющая незначительную примесь оксида хрома. Поместите её в накопитель горелки и расплавьте, наблюдая, как за несколько часов прямо на ваших глазах вырастет «рубин». Используя в качестве реагентов разные соли, вы сможете получить и другие виды драгоценных камней.

Выращивание кристаллов

Если вы рассматриваете возможность выращивания камней как интересный опыт, а не как способ обогащения, то можно пойти другим путём и вырастить не камни, а разноцветные кристаллы из соли, сахара или медного купороса.

Для выращивания солевых кристаллов сделайте насыщенный раствор, добавляя соль в стакан с тёплой дистиллированной водой до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Для получения разноцветных кристаллов воду можно подкрашивать пищевым красителем. После этого подвесьте над стаканом на ниточке небольшой кристалл соли так, чтобы он был полностью погружён в раствор. Уже через несколько дней кристалл вырастет. Точно так же выращиваются кристаллы медного купороса.

Химики шутят: если очень сильно надавить на уголь, то получится алмаз. Эту идею в разные времена эксплуатировали авторы фантастических историй, кинорежиссеры, мультипликаторы и разработчики компьютерных игр, благодаря чему многие люди верят, что кусок угля действительно можно превратить в драгоценный алмаз. Один только Супермэн убедил в этом не одно поколение своих поклонников.

В принципе, понятно, откуда возникла данная идея. Уголь, в своей основе, и алмаз являются формами одного и того же химического элемента – углерода. И, действительно, высокое давление – это ключевой фактор как в процессе превращения разлагающихся углеродных форм жизни (например, растений) в уголь, так и в процессе формирования алмазов. Но в реальности все значительно сложнее.

Химический состав угля сильно отличается от алмаза.

Алмаз представляет собой чистый углерод в хорошо выраженной кристаллической форме. Это прозрачный и чаще всего бесцветный кристалл, хотя бывают и цветные алмазы: желтые, голубые, розовые и даже черные. Такое цветовое отступление от правила связано с особенностями природных условий формирования кристалла и с наличием в нем примесей. К примеру, присутствие в структуре алмаза атомов бора придает кристаллу желтый оттенок, а азот – голубой. Стоит отметить, что речь идет об очень малом количестве примесей – порядка одного атома на миллион.

Основой угля является углерод, однако, назвать его чистым нельзя. В угле содержится множество примесей, включая водород, азот, кислород, серу, мышьяк, селен и ртуть. Кроме того, уголь, в зависимости от своего происхождения и возраста, содержит различные органические соединения.

Чтобы стать алмазом, углероду недостаточно высокого давления. Процесс также требует очень высокой температуры (тысяч градусов). Только в таких условиях может сформироваться особая кристаллическая решетка алмаза. При одновременном воздействии температуры и давления на углерод каждый его атом связывается с четырьмя соседними атомами, образуя очень прочную структуру. Именно строению кристаллической решетки алмаз обязан своей твердостью. Каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре ближайших атома. Если бы в составе присутствовали примеси, как в угле, такая связь образоваться бы не могла.

Искусственные алмазы люди все-таки научились создавать. Производят их из графита.

Графит, как и алмаз, является аллотропной формой углерода. С виду он напоминает уголь, но отличается от него свойствами, цветом и наличием кристаллической решетки. Уголь не имеет никакой кристаллической структуры.

Структура графита совсем не похожа на структуру алмаза. Графит образован параллельными слоями, состоящими из атомов углерода, расположенных по углам правильных шестиугольников. Слои отстоят друг от друга на значительном расстоянии и к тому же сдвинуты относительно друг друга. Это строение и объясняет свойство графита расслаиваться на чешуйки, благодаря чему он применяется для изготовления карандашей и в качестве смазочного материала.

Долгие попытки получить искусственный (синтетический) алмаз увенчались успехом в середине двадцатого века. Получение искусственных алмазов из графита при современном уровне развития химии и технологии уже не является проблемой, но требует дорогостоящего оборудования.

То, что природа делает за миллионы лет, человек теперь может сделать за гораздо более короткий срок. Главное – воспроизвести условия, в которых в природе одна форма чистого углерода переходила в другую, то есть создать высокую температуру и очень высокое давление. Существует несколько способов сделать это. Правда, искусственные алмазы получаются довольно мелкими, и объем их производства относительно небольшой. К примеру, московская лаборатория может вырастить до 1 килограмма алмазов в год.

Драгоценные камни используются не только для создания украшений. Их приобретение - популярный способ инвестировать заработанные средства. Цена на алмазы, сапфиры, изумруды и рубины остается стабильно высокой, а сами камни могут храниться многие годы и передаваться по наследству. Чтобы сделать драгоценности более доступными, ученые разрабатывают и совершенствуют технологии получения синтетических ювелирных камней. Некоторые любители драгоценностей тоже ищут способы, позволяющие вырастить алмаз и другие кристаллы в домашних условиях.

Первые попытки изготовления искусственных самоцветов относятся к 4000 г. до н. э. Это были бусины, покрытые синей эмалью, имитирующие лазурит. Позже аналоги драгоценных камней изготавливались из цветного стекла, потом - из пластика. Первый эксперимент, в результате которого ученым удалось вырастить минерал, относится к XIX веку. В своей лаборатории француз Марк Годен получил небольшие кристаллы рубина, пытаясь воспроизвести природные процессы кристаллизации.

Современным ученым доступны все знания предшественников, точные приборы и установки, способные создавать очень высокую температуру и давление. Химики и физики практикуют много методов для производства синтезированных камней, в том числе алмазов. Основой для их получения могут быть:

расплавы;
растворы;
газовые среды.

Соответственно, кристалл можно вырастить как преобразованием исходного твердого вещества, так и созданием образца из жидкой или газообразной фазы.

Одной из самых сложных технологий является получение алмаза. Разработка методов его синтеза отталкивалась от того, что бриллиант имеет тот же состав, что и графит. Но заставить одно вещество превратиться в другое непросто. Чтобы сделать алмаз, потребуется температура 1600 ℃ и выше и давление около 110 000 атмосфер. Существуют непроверенные народные методы получения алмаза из графита в домашних условиях с использованием электричества или взрывчатых веществ, но вероятность их успешного применения стремится к нулю.

Чтобы добиться от полученного алмаза ювелирного качества, потребуется еще более сложная промышленная методика, особенности которой производители не раскрывают.

Впервые камни ювелирного качества были получены в 1970 году в Америке компанией «Дженерал электрик»

Наиболее безопасный способ, который можно опробовать, чтобы вырастить алмаз вне лаборатории, требует применения следующих компонентов и приспособлений:

грифель из карандаша;
провод;
жидкий азот или вода;
источник напряжения.

Каждый из концов кусочка графита нужно обмотать проводом и заморозить грифель в жидком азоте. Если жидкого азота нет, можно поместить заготовку в емкость с водой и заморозить. Следующий шаг - соединить концы провода с источником напряжения и провести через грифель ток. В результате графит должен превратиться в алмаз, то есть приобрести его твердость.

Органические соли

Чтобы синтезировать кристаллы из растворов, в качестве основы используются органические соли. Из этих веществ, называемых квасцами, Марк Годен получил кристаллы рубина. Для этого он сплавил сульфат калия и алюминия с хроматом калия.

Используя некоторые из веществ, любители химии выращивают кристаллы самостоятельно. Например, в домашних условиях получают красивые ярко-синие кристаллические образования из медного купороса . Кроме того, для самостоятельного выращивания минералов различных цветов можно использовать:

хлорид калия;
железный купорос;
сульфат никеля;
алюмокалиевые квасцы;
соль Мора;
калиевую селитру и некоторые другие.

Выбирая подходящий реагент, учитывают, что он должен отвечать таким требованиям:

растворяться в воде или другом растворителе;
быть стабильным к повышению температуры;
не представлять опасности для здоровья при правильном использовании.

Методика выращивания кристаллов из органических солей основана на приготовлении перенасыщенных растворов с последующей кристаллизацией в открытой емкости. Процесс получения красивого «камня» занимает не один месяц и состоит из нескольких ключевых шагов.

Приготовление маточного раствора

Этот этап включает ряд действий:

В термостойкий стакан объемом 1 л налить 700–800 мл достаточно горячей воды, температура которой равна 50 ℃.
Постепенно - по 1 столовой ложке - добавлять выбранное вещество и перемешивать состав до полного растворения порошка.
Когда раствор станет насыщенным, то есть вещество перестанет растворяться, добавить еще 2 столовые ложки и оставить на 24 часа.
Чтобы в жидкость не попали посторонние частички пыли, емкость можно накрыть листом фильтровальной бумаги.

Получение затравки

Включает в себя несколько шагов:

Для начала понадобится перелить полученную жидкость в термостойкую колбу, пропуская ее через фильтр, и добавить 1 чайную ложку вещества, в качестве которого могут выступать выпавшие в первоначальном растворе кристаллы.
Чтобы вещество растворилось, рекомендуют нагревать емкость на водяной бане при температуре не выше 60–70 ℃.
Чистую емкость ополоснуть кипятком, чтобы она нагрелась до той же температуры, что и раствор, и перелить жидкость в посуду.
Обернуть емкость тканью, например, полотенцем, накрыть фильтровальной бумагой и дать остыть.
Когда состав станет прохладным, на дне и стенках стакана образуются небольшие кристаллы, из них надо выбрать один, который и станет основой будущей «драгоценности».

Получение камня

Выращивание монокристалла будет производиться из полученной затравки:

Понравившийся образец надо плотно обмотать ниткой или леской.
Другой конец нити можно намотать на палочку или карандаш, которые будут служить опорой.
Опустить затравку в стакан с раствором комнатной температуры.
Кристалл растет постепенно, в течение этого периода его нельзя вытаскивать или поворачивать. Если жидкость будет испаряться, обнажая «камень», потребуется долить раствор.
После того как кристалл достигнет желаемых размеров, его следует аккуратно достать и положить на салфетку.

Иногда выращенные образцы подвержены выветриванию, то есть разрушаются при испарении кристаллизационной жидкости и превращаются в порошок. Сохранить их можно в парафине или под слоем растительного масла.

В конце XVIII - начале XIX века году ученый из Франции Огюст Вернейль разработал новый метод получения искусственных рубинов, называемый также «плавление в пламени». Этот способ обозначил начало этапа промышленного синтеза драгоценных камней. Их стали использовать не только в ювелирном деле, но и в производстве часов, измерительных приборов и для других технических целей.

Вернейль сконструировал и испробовал конструкцию, состоящую из кислородно-водородной горелки, дозатора порошка, из которого будет синтезироваться самоцвет, и керамического основания. В такой печи за 3–4 часа можно вырастить кристалл длиной 40–50 мм. В зависимости от химического состава порошка получают камни различных цветов, а также их звездчатые разновидности.

Однако вырастить с помощью этой методики бриллиант в домашних условиях не получится - таким образом синтезируют, как правило, корунды (рубины и сапфиры), шпинель. В устройстве Вернейля получают синтетические титанит стронция и рутил, которые по блеску могут соперничать с бриллиантами, однако обладают меньшей твердостью. Качественными имитациями алмазов также являются гранатиты, ниобат лития и фианит.

Аппарат для работ на дому

Чтобы освоить выращивание драгоценных камней в домашних условиях, потребуется собрать аппарат, используя образец Вернейля, или приобрести готовый. Устройство должно включать в себя:

механизм, обеспечивающий постепенное поступление вещества в бункер и потом в горелку;
муфель;
катетометр;
2 отдельные системы подачи кислорода и водорода;
кристаллодержатель и механизм его опускания.

В зависимости от выбранного вещества можно вырастить камни различной окраски:

оксид кобальта - синие и зеленые;
оксид железа - розовые;
оксид ванадия - зеленые и серые.

Потребляемая мощность прибора составляет около 3 кВт. Для производства синтетического рубина весом 5–6 г потребуется примерно 3 часа, 0,2 г окиси хрома и 6 г порошка окиси алюминия.

Как выращивать алмазы в домашних условиях

Выращивание «аналогов» алмазов можно организовать, используя доступные на любой кухне сахар или соль. Для начала эксперимента потребуются:

дистиллированная или кипяченая чистая вода;
соль;
нитка или леска;
карандаш.

Процесс состоит из следующих шагов:

Создать перенасыщенный раствор: в воду комнатной температуры постепенно добавлять соль и перемешивать ее до тех пор, пока крупицы не перестанут растворяться.
Нить намотать на карандаш так, чтобы конец ее не доходил до дна емкости. Опустить нить в жидкость.
Через несколько дней нить покроется кристалликами. Надо выбрать самый крупный образец, прикрепить его к новой нити и опустить в профильтрованный раствор.
Постепенно «алмаз» будет увеличиваться. Если вода перестанет покрывать алмаз, надо сделать перенасыщенный раствор и долить его в емкость с образцом.

Если добавить в раствор пищевые красители, можно будет вырастить разноцветные кристаллы. Поскольку все используемые в эксперименте вещества не представляют угрозы здоровью, выращивать алмаз из соляного или сахарного раствора можно вместе с детьми.

Чтобы повысить вероятность успешного создания алмаза своими руками, потребуется соблюдать некоторые рекомендации:

брать дистиллированную воду - в жидкости не должно быть примесей;
при работе с химическими веществами надо использовать перчатки и специальную посуду;
лабораторный фильтр можно заменить марлей, ватой или бумагой;
вода для раствора должна быть теплой, но не очень горячей;
в комнате, где будет стоять емкость, должна поддерживаться постоянная температура, без резких перепадов, иначе кристалл вырастет быстро, но будет хрупким;
при добавлении нового раствора его температура и температура основного должны быть одинаковыми;
при выращивании прозрачных кристаллов не стоит торопиться - при ускоренном росте они становятся мутными.

Синтетические ювелирные камни обладают всеми достоинствами природных аналогов. Более того, полученные в лаборатории алмазы имеют даже большую твердость и чистоту. Пока ученые не придумали недорогие и доступные каждому способы получения самоцветов в домашних условиях, поэтому любители драгоценностей могут вырастить красивые разноцветные кристаллы из растворов соли или сахара и создать из них собственную коллекцию.

В этой статье:

Бриллиант - это великолепный драгоценный камень, от красоты которого невозможно оторвать глаз. Но немногим известно, что эта драгоценность является результатом человеческого труда, поскольку бриллиант является качественно обработанным и ограненным алмазом. Поэтому многих интересует вопрос не только о том, из чего делают бриллиант, но и о том, как происходит процесс изготовления этого камня.

Сведения об алмазе

Алмаз - это сырье, из которого производят бриллианты, поэтому, чтобы узнать об особенностях изготовления, прежде всего следует разобраться в свойствах и видах алмазов. Этот самоцвет имеет наиболее простую, в сравнении с другими минералами, химическую формулу. Алмаз является углеродом (С), который в природе может сочетаться с примесями магния, железа и окисей кальция. В природе кристалл алмаза имеет форму куба и октаэдра. Плотность алмаза составляет 3,52 грамма на сантиметр кубический, что считается высоким показателем.

Так обрабатывают алмазы

Алмаз - это уникальный камень, сияние которого не идет в сравнение с любым другим минералом. Так, алмаз отражает весь свет, попавший на его поверхность. Этот камень оценен в 10 баллов по шкале твердости минералов Мооса, и благодаря этому самоцвет обладает безупречной износостойкостью. В отличие от других минералов, алмаз является мощным проводником тепловой энергии.

В природных условиях минералы встречаются в виде включений в графит, серпентины и горные оливины. Реже самоцвет можно найти в галечной россыпи реки или моря, особенно если эти водоемы находятся вблизи вулканических пород. Порода, в которой может содержаться алмаз, называется алмазосодержащей рудой.

Вес алмаза оценивается с точки зрения метрической системы карат, где 1 карат равняется 200 миллиграммам оцениваемого камня. Что касается среднего веса алмазов, встречаемых в природе, то он не достигает 15 карат. Если же этот показатель превышает число 15, то камень будет относиться к редким алмазам. Добыча алмазов - это трудоемкий процесс, поскольку для получения 1 карата минерала добытчикам необходимо обработать как минимум 250 тонн алмазной руды. Камень можно добыть на любом континенте Земли, но все же свыше половины общего объема добычи алмазов 50% приходится лишь на несколько государств. Это Россия, ЮАР, Намибия, Конго, Ангола, Боствана и Австралия.

Окрас алмаза определяется такими факторами, как интенсивность природного облучения радиацией, количества включений и примесей, наличия дефектов в структуре минерала и т. д. Зачастую в природе встречаются алмазы, которые сочетают в себе 2 цвета. К примеру, это желто-белый, серо-белый и золотисто-белый алмаз. Что касается цвета алмаза, то от этого критерия оценки камня будет зависеть сфера применения алмаза. Если камень имеет молочный, серый, бурый и черный окрас, то это не позволит использовать его с целью дальнейшей огранки и превращения алмаза в бриллиант. Непрозрачные камни темных оттенков - это 80% от общего объема добычи алмазов.

Что касается ювелирных камней: то именно они подходят в качестве сырья для производства бриллиантов. В природных условиях ювелирные алмазы встречаются в бледно-желтом, буро-коричневом, зеленоватом, розоватом, вишневом, винном, фиолетовом и голубоватом оттенке. Наиболее ценными считаются бесцветные прозрачные алмазы, но и они имеют слабовыраженный оттенок, который называется нацветом.

Добыча алмаза, пригодного для изготовления бриллианта, является достаточно редким явлением, поскольку лишь 15% общей добычи камня подходит для производства бриллиантов. Сам же алмаз в необработанном виде никак не относится к драгоценным самоцветам.

Бриллиант: как его делают?

Что такое бриллиант? Этот вопрос интересует многих людей, ведь практически все ассоциируют эту драгоценность с алмазом. Некоторые считают, что алмаз в природных условиях выглядит так, как бриллиант, предлагаемый в ювелирном магазине, но это не так. Алмаз неправильно называть бриллиантом, поскольку он должен пройти сложную обработку, прежде чем превратиться в драгоценный камень. Бриллиант - это граненный и шлифованный алмаз, который в соответствии с принятым стандартом имеет 57 граней. В процессе огранки алмаз становится на 60% легче.

Технология производства бриллиантов является достаточно сложной. Однако основы изготовления бриллиантов уже на протяжении сотен лет остаются неизменными. Все же техники огранки перманентно совершенствуются, что позволяет повысить производительность огранки алмазов и качество получаемых бриллиантов. Специалисты также постоянно трудятся над созданием новых форм и типов огранки камня.

Прежде чем приступить к огранке алмаза, эксперт должен тщательно оценить:

форму добытого камня;
количество и тип включений в минерал;
внутреннюю кристаллическую структуру камня.

Профессионал, занимающийся огранкой алмазов, всегда делает выбор в пользу качества камня, который получается в конце работы. Его же окончательный размер имеет второстепенное значение.

Алмаз и бриллиант

Для того чтобы получить бриллиант, необходимо поэтапно выполнить такую работу:

Предпроизводственное оценивание (анализ) бриллианта: эксперт-огранщик тщательно оценивает добытые кристаллы и определяет сферу их дальнейшего применения. На этом этапе внимание уделяется массе камней, их форме, наличию дефектов, включений в виде примесей других элементов. Также определяется, какой вес будет иметь готовый бриллиант и какой будет его стоимость. Ныне процесс оценки камня занимает немного времени и сил, поскольку параметры ювелирного алмаза оцениваются с помощью современных компьютерных программ. Также программы позволяют определить оптимальную форму будущего бриллианта. После утверждения формы бриллианта, внимание уделяется разметке алмаза.
Разметка: на данном этапе работы на камень наносятся линии, который создают плоскость распиливания алмаза, то есть предполагаемую плоскость бриллианта.
Распиливание: на этом этапе алмазное сырье делится на части (грани). Также внимание уделяется устранению натуральных дефектов камня. Распиливание, пожалуй, является наиболее трудоемким этапом.
Подшлифовка: выполняется, если алмаз не поддается распиливанию. Суть манипуляции заключается в удалении излишков массы кристалла. Подшлифовка позволяет получить полуфабрикат, который подвергается операции нанесения граней.
Обточка: это трудоемкий процесс, который требует максимальной аккуратности. Во время обдирки алмазу придается его базовая форма.
Огранка: нанесение фацетов, которые называются гранями, осуществляется методом трения заготовки о шлифовальный диск. В качестве вспомогательного средства также используется масло семян льна. В первую очередь огранщик работает с вершиной заготовки, создавая на ней площадку (эта манипуляция выполняется путем снятия большого гладкого фацета). После огранке поддается нижняя часть камня, что позволяет сформировать павильон, имеющий форму конуса. Верхние фасеты будут формировать корону бриллианта. Также огранщик должен нанести дополнительные грани на павильоне и короне. Каждая грань точится под определенным уголом. Почти готовый бриллиант также обводится рундистом, а на нижнюю часть павильона наносится калетта (шип), идущая параллельно площадке.

Огранка бриллианта сочетается с его полировкой, которая позволяет максимально очистить поверхность камня, тем самым повысив коэффициент светоотражения.

Алмаз с нуля — с арахисовым маслом

Понимание того, как алмазы образуются в глубинах Земли может объяснить, как жизнь развивалась на нашей планете. Так команда из Германии пыталась подделать драгоценные камни. Лабораторное производство алмазов из углекислого газа и арахисового масла.

Дэн Фрост слышит глухой выбух и пол его офиса вибрирует. Это означает только одно: один из его экспериментов снова взорвался. Пробираясь вниз, к лаборатории, он находит шок на лицах своих коллег по лаборатории. От того, где они работают, он почувствовал, как взорвалась небольшая бомба. У их учеников всё ещё расширены глаза от страха. «Это звучит ужасно», говорит он извиняющимся тоном. «Но это не опасно — всё защищено.»

Взрыв является частью их работы. Учёный в Bayerisches Geoinstitut в Германии пытается имитировать условия нижней мантии Земли, за тысячи километров ниже наших ног. Это включает в себя дробление пород на самых высоких давлениях, известных человечеству.

Неудивительно, случаются неудачи. В рамках этой работы, Фрост нашёл удивительные способы делать алмазы — от углекислого газа, например. И арахисового масла. Да, арахисовое масло.

По сравнению с нашими огромными достижениями в освоении космоса, мы по-прежнему знаем очень мало о мире, лежащим под нашими ногами. Начальная геология говорит нам, что недра Земли можно разделить на грубые слои: сердцевину, нижнюю и верхнюю мантию, и корочку. Но их точный состав по-прежнему тайна — и это серьезный пробел наших знаний.

«Если мы хотим понять, как образовалась Земля, то одну из вещей, которую вы должны знать, из чего сделана планета»

Многие геологи предполагают, что Земля сделана из того же материала, что метеориты из астероидного пояса. Проблема в том, что большинство метеоритов, которые падают на землю имеют более высокую долю кремния, чем мы находим в земной коре. Так где же он делся? Одним из вариантов является то, что он застрял в нижней мантии.

Фрост использует мощный поршень, чтобы выдавить со скоростью маленькие образцы кристаллов при атмосферном давлении до 280000 раз, для них одновременно приготовлены печи. Это воссоздает условия как в верхних слоях нижней мантии около 800 или 900 км ниже поверхности Земли, в результате чего атомы кристалла перестраиваются в более плотные структуры.
Вторая наковальня давит вновь образованные минералы — имитируют те условия, что лежат в более глубоких пластах Земли. В то время как образец всё ещё находится в этом устройстве, он измеряет какие звуковые волны проходят через полученный кристалл. Сравнивая эти данные показаний сейсмических волн, проходящих через недра Земли, он может узнать, является ли его образец близким по составу к мантии.

Поглощения углерода и Поверхностные взаимодействия

Мантия, оказывается, не содержит высокой доли кремния, соответствующей составу метеоритов. Земля изначально имела гораздо больше корку, полную кремния. Возможно, потребуется пересмотреть исходные материалы, из которых Земля сделана в первую очередь.

Процесс интенсивного давления также создал минеральный рингвудит, тёмно-синий силикат железа магния, которые . Полученные результаты свидетельствуют о том, что в глубине мантии могут скрываться «океаны» Земли.

Контр-интуитивно расскажу о воздухе, которым мы дышим. Фрост подозревает, что ряд геологических процессов могут тянуть CO2 из океана вниз, в мантию, где он преобразуется в алмазы. Эти драгоценные камни являются менее изменчивыми, чем другие формы углерода. Это означает малую вероятность, что они будут выпущены обратно в атмосферу.

Бриллиантами мантия замедлила потепление Земли, потенциально помогая эволюции жизни.

Ключевым компонентом для того, чтобы это произошло, считает он, является железо. Именно потому, что Дэн Фрост воссоздал процесс ковки алмаза из воздуха, он смеет это утверждать.

рост не разбогател от своего урожая; алмазы мучительно долго растут. «Если бы мы хотели получить двух или трёх-миллиметровый алмаз, мы должны были бы оставить его в реакторе в течение нескольких недель», говорит он.

Это не помешало ему экспериментировать с другими источниками для производства алмаза, однако; по приказу немецкого телеканала, он создал некоторые алмазы из богатого углеродом арахисового масла. «Много водорода был выпущено, разрушающего эксперимент», говорит он.

Сможет ли его институт делать искусственные алмазы, наделённые различными свойствами? Легированные бором алмазы становятся лучшими полупроводниками для электроники.

Использование других структур углерода в качестве сырья — в виде крошечных «нано трубок», например, — может сделать новый тип супер-сильного алмаза, более сложный, чем любой другой известный материал.

По большей части, однако, Фрост заинтересован в дальнейших тайнах истории Земли. «Мне интересно, как недра Земли взаимодействуют с поверхностью; каков возраст Земли. И если мы ищем другие обитаемые планеты, мы должны рассмотреть многие тайные процессы.» Жизненно важная работа, безусловно, требует жертв — немного арахисового масла и странных