어떻게 연구실

Oct 15, 2023

Keith Dunlap, Graham Media Group 디지털 콘텐츠 팀

다이아몬드는 땅에서 수백만 년에 걸쳐 형성되면 다이아몬드일 뿐일까요?

분명히, 그 질문에 대한 대답은 주얼리를 구매하는 많은 사람들에게 "아니오"라는 확고한 대답이 되어가고 있습니다.

점점 더 많은 사람들이 광산이 아닌 실험실에서 만들어진 다이아몬드에 눈을 돌리고 있습니다.

보고서에 따르면 합성 다이아몬드 시장은 2030년까지 500억 달러 규모의 산업이 될 것으로 예상됩니다.

실험실에서 과학자들이 만든 다이아몬드는 보석상과 소비자에게 훨씬 저렴한 옵션인 경우가 많으며, 채굴해야 하는 다이아몬드보다 더 쉽게 구할 수 있습니다.

하지만 다이아몬드는 실험실에서 정확히 어떻게 만들어지며, 다이아몬드의 진품은 얼마나 됩니까?

미국 보석학 연구소(Gemological Institute of America)의 연구원인 제임스 시글리(James Shigley) 박사는 천연 다이아몬드와 비교하여 실험실에서 다이아몬드가 생산되는 방식과 그 진품에 대한 통찰력을 제공했습니다.

Luminesce Lab Grown Diamonds에서 설명한 것처럼 실험실에서 제작한 다이아몬드와 큐빅 지르코니아 사이에는 차이가 있다는 점에 유의해야 합니다.

Shigley는 다이아몬드가 지구의 특정 지역 땅속에서 수백만 년에 걸쳐 자연적으로 형성된다고 말했습니다.

“다이아몬드 결정은 일단 지구에 형성되면 수백만 년 동안 높은 온도와 압력의 환경에 머물게 됩니다.”라고 그는 말했습니다. "그들은 킴벌라이트라고 불리는 특별한 마그마의 분출에 의해 우연히 생겨났습니다. 그것은 마치 그것들을 표면으로 데려가는 엘리베이터와 같습니다. 그것들은 분출에 의해 표면으로 폭파됩니다. 그것이 오늘날 채굴되고 있는 것입니다. 천연 다이아몬드."

Shigley는 이를 수행하는 데 두 가지 주요 방법이 있으며 둘 다 "뜨거운 물에서 설탕 결정 성장"과 유사하다고 말했습니다.

"우리는 일반적으로 다이아몬드 분말이라고 생각하는 탄소 공급원을 가지고 있습니다"라고 그는 말했습니다. "그것이 탄소가 나오는 시작점입니다. 뜨거운 물과 같은 용융된 금속 합금이 있고, 성장실에 놓인 다이아몬드 종자 결정이 있습니다. 두 부분 사이에는 약간의 온도 차이가 있습니다. 챔버의 상단과 하단입니다. 다이아몬드 분말은 이 챔버의 뜨거운 끝 부분에 있는 중앙의 용액에 들어가고, 탄소 원자는 금속을 통해 온도가 약간 더 낮은 바다 결정으로 이동합니다. 실제 합성 다이아몬드 결정이 성장하고 있습니다. 이는 물에서 설탕 결정을 성장시키는 것과 매우 유사합니다. 2~3캐럿의 결정을 성장시키는 데는 아마도 2~3주가 걸릴 것 같습니다."

Shigley는 두 번째 방법은 "전자레인지에서 다이아몬드를 성장시키는 것과 비슷하다"고 말했습니다.

"고온 챔버가 있고 챔버에 메탄과 같은 탄소 함유 가스가 있습니다"라고 그는 말했습니다. "방 바닥에 다이아몬드 시드 플레이트가 있고 마이크로파 빔처럼 메탄 가스를 활성화할 수 있습니다. 그러면 메탄이 탄소와 수소 원자로 분해되어 바닥에 있는 시드 플레이트로 끌어당겨집니다. 다이아몬드가 층층이 쌓이면서 위로 자라면서 평평한 판 모양의 결정체를 얻게 됩니다."

Shigley는 실험실에서 생산된 다이아몬드는 천연 다이아몬드가 가지고 있는 수백만 년에 걸친 지질학적 형성을 완전히 재현할 수는 없지만 여전히 다이아몬드라고 말했습니다.

"우리의 주요 관심사는 소비자들이 이것이 다이아몬드라는 것을 이해하도록 하는 것입니다."라고 그는 말했습니다. "모조품이 아닙니다. 실제 다이아몬드입니다. 천연 다이아몬드와 화학적, 물리적 특성이 동일합니다."

국제보석협회(International Gem Society)에 따르면, 가장 큰 장점은 실험실에서 생산된 다이아몬드가 천연 다이아몬드보다 가격이 40~50% 저렴할 수 있다는 것입니다.

Shigley는 이것이 보석을 구매하려는 고객뿐만 아니라 산업에도 좋다고 말했습니다. 업계에서 광산을 찾아 그런 식으로 다이아몬드를 추출하는 데는 엄청나게 많은 비용이 듭니다.

"같은 모양이나 방식으로 많은 결정을 원한다면 실험실 생산은 산업용으로 좋습니다"라고 그는 말했습니다.

물론, 주된 단점은 실험실에서 생산된 다이아몬드가 지구에서 형성된 천연 다이아몬드와 동일한 방식으로 생산되더라도 일부 사람들은 단순히 정품이 아니라고 느낄 수 있다는 것입니다.