이것이 아니면 그것이? 어떻게 연구실

Aug 18, 2023

바이 알레시아 인스

작년 JCK 쇼에서 한 가지 분명해진 것은 합성 다이아몬드가 주얼리 업계에서 다시금 뜨거운 화제가 되고 있다는 것입니다. 이제 그 어느 때보다 소매업체가 합성 다이아몬드와 채굴 다이아몬드 간의 주요 차이점을 고객에게 명확하게 전달할 수 있는 것이 중요합니다.

합성 다이아몬드에 대한 소비자의 인식이 높아지고 소매 보석상이 이를 구매 옵션으로 점점 더 많이 제공함에 따라 적절하게 공개하는 방법과 고객 질문에 답변하는 방법에 대한 정보를 지속적으로 얻을 필요가 있습니다.

실험실에서 생산된 다이아몬드와 천연 다이아몬드 모두 보석학자와 과학자들을 매료시킵니다. 실험실에서 재배한 옵션은 인간의 독창성과 과학적 성취의 위업인 반면, 천연 다이아몬드는 수 세기 동안 그것을 찾아온 인간에 의해 아름다움을 가져온 자연의 위업입니다. 각각 다른 것을 제공합니다! 호기심이 많고 정보를 점점 더 많이 알고 있는 소비자에게 각각의 가치를 설명하려면 이러한 돌이 어떻게 동일하고 어떻게 다른지 이해하는 것이 필요합니다.

다이아몬드의 광물학적 정의는 "입방정계에서 결정화된 탄소"입니다.

이러한 방식으로 실험실에서 생산된 다이아몬드와 천연 다이아몬드는 동일합니다. 이러한 유사성은 속성으로 해석되며, 이에 대해서는 다음에 살펴보겠습니다.

아원자 수준에서, 다이아몬드 과학자들은 성장 기원 유형(즉, 천연 또는 실험실에서 재배한)에 따라 다이아몬드를 분리할 수 있도록 하는 근본적인 차이점이 있습니다. 이러한 차이점은 아래 '탐지' 섹션에서 살펴보겠습니다.

광물학적 정의에 따르면, 실험실에서 생산된 다이아몬드와 천연 다이아몬드는 둘 다 동일한 순서의 원자 구조(입방체)를 갖는 동일하고 명확한 화학 조성을 갖기 때문에 광학적, 물리적, 화학적 특성이 동일합니다.

광학적으로 두 품종은 컷과 4C가 비슷할 경우 밝기(밝기), 분산(불), 섬광(반짝임) 및 광택이 동일합니다. 이는 둘 다 동일한 굴절률과 투명도를 갖기 때문입니다.

굴절률은 다이아몬드를 통과할 때 빛의 속도가 얼마나 감소하는지를 나타냅니다. 물질의 굴절률이 높을수록 빛의 속도가 느려집니다. 물질을 통과할 때 빛의 속도가 느려질수록 방향을 더 많이 바꾸고 눈으로 돌아오기 전에 내부(즉, 다이아몬드 내부)에서 반사되어야 합니다. 이것이 다이아몬드의 특징적인 광학적 특성을 부여하는 것입니다.

이는 다이아몬드 내 탄소 원자의 독특한 구조로 인해 굴절률이 높습니다. 다이아몬드의 배열 방식과 단위 부피당 원자 수는 굴절률을 높여 빛의 속도를 늦춥니다. 실험실에서 생산된 다이아몬드와 천연 다이아몬드 모두 입방정 시스템에서 99.95%가 탄소로 구성되어 있습니다. 즉, 빛과 상호 작용할 때 둘 다 동일한 광학 특성을 가집니다.

광학적 특성과 마찬가지로 다이아몬드의 물리적 특성은 내부 탄소 원자와 전자 구조의 결과입니다. 각 탄소 원자의 가장 바깥 껍질에는 다른 4개의 탄소 원자와 공유되는 4개의 전자가 있기 때문입니다(공유 결합으로 알려져 있으며, 이는 높은 결합 해리 에너지, 즉 분자 1몰에서 특정 결합을 끊는 데 필요한 에너지의 양을 갖습니다). , 원자는 매우 강한 화학 결합을 형성하여 단단하고 강한 결정을 만듭니다. 이것이 다이아몬드의 경도가 모스 척도에서 10인 이유이자 높은 상대 밀도(보석학자들이 '비중'이라고 부르는 것)를 제공하는 이유입니다.

실온에서 실험실에서 생산된 다이아몬드와 천연 다이아몬드는 모두 강산과 염기를 포함한 어떤 화학 시약과도 반응하지 않습니다. 이는 다시 화학 조성 및 결정 구조와 관련이 있습니다. (이러한 유사점은 다이아몬드 테스터가 둘을 구별하지 못하는 이유이기도 합니다.)

육안으로 보면 실험실에서 자란 다이아몬드와 천연 다이아몬드 사이에는 차이가 없습니다. 이는 육안으로 측정할 수 없는 특성 자체의 기능입니다. 그러나 표준 보석학 테스트를 통해 교차 편광을 사용하여 관찰되는 변형 패턴의 차이를 확인할 수 있습니다(그림 1A, 1B).