Siedzę w restauracji typu fast-food pod Bostonem, która z powodu umowy o nieujawnianiu, którą musiałem podpisać, nie ma prawa wymieniać. Czekam na wizytę w Apollo Diamond, firmie równie tajnej jak agencja szpiegowska z czasów sowieckich. Jego adres nie został opublikowany. Pracownicy PR nie udzielą mi wskazówek. Zamiast tego przedstawiciel Apollo odbiera mnie z tego nadmorskiego centrum handlowego i prowadzi mnie swoim czarnym luksusowym samochodem, którego marki nie wolno mi wymieniać po drogach, których nie wolno mi opisywać jako kręte, niekoniecznie takie były.
powiązana zawartość
- Ulrich Boser o „Diamentach na żądanie”
„To wirtualna kopalnia diamentów” - mówi dyrektor generalny Apollo, Bryant Linares, kiedy przybywam do tajnej lokalizacji firmy, w której wytwarzane są diamenty. „Gdybyśmy byli w Afryce, mielibyśmy drut kolczasty, ochroniarzy i wieże strażnicze. Nie możemy tego zrobić w Massachusetts”. Dyrektorzy Apollo martwią się o kradzież, szpiegów korporacyjnych i własne bezpieczeństwo. Kiedy Linares był na konferencji diamentowej kilka lat temu, mówi, że mężczyzna, którego odmawia opisania, wymknął się za nim, gdy wychodził z hotelowej sali konferencyjnej i powiedział, że ktoś z firmy zajmującej się diamentami naturalnymi może po prostu włożyć kulę w jego głowę . „To był przerażający moment” - wspomina Linares.
Ojciec Bryanta, Robert Linares, współpracując ze współpracownikiem, który został współzałożycielem Apollo, wynalazł technikę uprawy diamentów. Robert odprowadza mnie do jednego z pomieszczeń produkcyjnych firmy, długiego holu wypełnionego czterema komorami wielkości lodówki, najeżonymi rurkami i miernikami. Gdy technicy przechodzą obok w zaroślach i fartuchach laboratoryjnych, spoglądam w okno iluminatora jednej z maszyn. Górna część komory wypełnia się kryptonitowo-zielona chmura; u dołu znajduje się 16 dysków wielkości guzika, z których każdy świeci mglistym różem. „Nic nie wygląda, prawda?” Robert mówi. „Ale będą za pół karate za kilka tygodni”.
W 1796 roku chemik Smithson Tennant odkrył, że diament wykonany jest z węgla. Ale dopiero od lat 50. XX wieku naukowcom udało się wyprodukować diamenty, wykuwając je z grafitu w temperaturach do 2550 stopni Fahrenheita i ciśnieniach 55 000 razy wyższych niż atmosfera ziemska. Ale kamienie były małe i nieczyste. Przydatny był tylko piasek, głównie do zastosowań przemysłowych, takich jak wiertła dentystyczne i piły do metalu. Jednak w ciągu ostatniej dekady naukowcy tacy jak Linares udoskonalili proces chemiczny, w którym diamenty są tak czyste i prawie tak duże, jak najlepsze okazy wyciągnięte z ziemi. Proces chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) przepuszcza chmurę gazowego węgla nad nasionami diamentu w komorze próżniowej podgrzanej do ponad 1800 stopni. Diament rośnie, gdy węgiel krystalizuje się na wierzchu nasion.
Robert Linares był na czele badań nad syntezą kryształów, odkąd rozpoczął pracę w Bell Labs w Murray Hill w stanie New Jersey w 1958 roku. Następnie założył firmę zajmującą się półprzewodnikami, Spectrum Technologies, którą później sprzedał, wykorzystując uzyskane środki na bankroll dalsze badania nad diamentami. W 1996 roku, po prawie dekadzie pracy w garażu w jego domu w Bostonie - bez żartów, w garażu, w którym ustawił sprzęt, którego odmawia opisania - odkrył precyzyjną mieszankę gazów i temperatur, która pozwoliła mu stworzyć duże diamenty jednokrystaliczne, które są pocięte na kamienie szlachetne. „To był dreszcz emocji” - mówi. „Jak spojrzenie w kopalnię diamentów”.
Szukając obiektywnej oceny jakości tych diamentów laboratoryjnych, poprosiłem Bryant Linares, aby pozwolił mi pożyczyć kamień Apollo. Następnego dnia kładę kamień karatowy o grubości 38 karat, księżniczkę przed Virgilem Ghitą w wąskim sklepie jubilerskim Ghity w centrum Bostonu. Za pomocą pincety unosi diament do prawego oka i studiuje go lupą jubilera, powoli obracając klejnot w popołudniowym słońcu wypełnionym mote. „Ładny kamień, doskonały kolor. Nie widzę żadnych niedoskonałości” - mówi. "Skąd to masz?"
„Uprawiano go w laboratorium około 20 mil stąd” - odpowiadam.
Opuszcza lupę i przez chwilę na mnie patrzy. Potem ponownie przygląda się kamieniowi, zaciskając czoło. On wzdycha. „Nie ma sposobu, aby powiedzieć, że jest stworzony przez laboratorium”.
Ponad miliard lat temu i co najmniej 100 mil pod powierzchnią ziemi mieszanka ogromnego ciepła i ciśnienia tytanicznego wykuła węgiel w wydobywane dzisiaj diamenty. Kamienie zostały sprowadzone na powierzchnię ziemi przez starożytne podziemne wulkany. Każdy wulkan pozostawił skałę w kształcie marchewki zwaną kimberlitem, wysadzaną diamentami, granatami i innymi klejnotami. Ostatnia znana erupcja kimberlitu na powierzchnię ziemi miała miejsce 47 milionów lat temu.
Diamenty zostały wydobyte z prawie każdego regionu świata, od północy koła podbiegunowego po tropików zachodniej Australii. Większość kopalni diamentów zaczyna się od szerokiego dołu; jeśli rura kimberlitowa ma dużo diamentów, górnicy kopią wały o głębokości 3000 stóp lub więcej. Na obszarach, gdzie kiedyś rzeki przepływały przez szwy kimberlitowe, ludzie odsiewają diamenty ze żwiru. Luźne diamenty pojawiały się na polach na środkowym zachodzie w 1800 roku; zostały tam złożone przez lodowce. Większość geologów uważa, że w płaszczu ziemi wciąż tworzą się nowe diamenty - o wiele za głęboko, by górnicy mogli do nich dotrzeć.
Słowo „diament” pochodzi od starożytnej greckiej adamas, co oznacza niezwyciężony. Ludzie w Indiach wydobywali diamentowe klejnoty od ponad 2000 lat, a Rzymianie z I wieku używali ich do rzeźbienia kamei. Przez wieki diamenty zyskały mistykę jako symbole bogactwa i władzy. W XVI wieku Koh-i-Noor, 109-karatowy diament z kopalni Kollur w południowych Indiach, był prawdopodobnie najbardziej cenionym przedmiotem na subkontynencie indyjskim. Legenda głosiła, że ktokolwiek ją posiadał, będzie rządził globem. „Jest tak cenny” - zauważył wówczas pisarz - „że sędzia diamentów wycenił go za połowę dziennego kosztu całego świata”. Wielka Brytania dostała kamień w 1849 roku, kiedy Lahore i Pendżab stały się częścią Imperium Brytyjskiego; diament znajduje się teraz w Tower of London, centralnym miejscu korony wykonanej dla królowej Elżbiety w 1937 roku.
A jednak diamenty są po prostu krystalizowanym czystym węglem, tak jak cukierki skalne są krystalizowanym cukrem - uporządkowanym układem atomów lub cząsteczek. Inną formą czystego węgla jest grafit, ale jego atomy są trzymane razem w arkuszach, a nie sztywno przymocowane do kryształu, więc węgiel łatwo złuszcza się, powiedzmy, na końcu ołówka. Dzięki sile wiązań między atomami węgla diament ma wyjątkowe właściwości fizyczne. Oczywiście jest to najtwardszy znany materiał i nie reaguje chemicznie z innymi substancjami. Co więcej, jest w pełni przezroczysty dla wielu długości fali światła, jest doskonałym izolatorem elektrycznym i półprzewodnikiem i można go dostroić, aby utrzymać ładunek elektryczny.
To właśnie z powodu tych niesławnych właściwości diamenty produkowane w laboratorium mają potencjał do radykalnej zmiany technologii, być może nawet tak znaczącej jak stal lub krzem w elektronice i informatyce. Kamienie są już używane w głośnikach (ich sztywność stanowi doskonały głośnik wysokotonowy), kosmetycznych eksfoliantach skóry (małe ziarna diamentu działają jak bardzo ostre skalpele) oraz w wysokiej klasy narzędziach do cięcia granitu i marmuru (diament może przeciąć każdą inną substancję ). Dzięki taniej, gotowej dostawie diamentów, inżynierowie mają nadzieję zrobić wszystko, od laserów o większej mocy do bardziej wytrzymałych sieci energetycznych. Przewidują cienkie jak brzytwa komputery, telefony komórkowe wielkości zegarka i cyfrowe urządzenia nagrywające, które pozwolą Ci trzymać tysiące filmów w dłoni. „Ludzie kojarzą słowo diament z czymś osobliwym, kamieniem lub klejnotem” - mówi Jim Davidson, profesor elektrotechniki na Uniwersytecie Vanderbilt w Tennessee. „Ale prawdziwą użytecznością będzie fakt, że można osadzać diament jako warstwę, umożliwiając masową produkcję i wpływając na każdą technologię w elektronice”.
W amerykańskim Naval Research Lab, silnie strzeżonym kompleksie położonym na południe od amerykańskiej stolicy, James Butler prowadzi program CVD. Nosi złoty różowawy pierścień, który mieni się jednym białym, zielonym i czerwonym diamentem, wszystkie z nich zostały utworzone lub zmodyfikowane w laboratorium. „Technologia jest obecnie w punkcie, w którym możemy wyhodować doskonalszy diament niż w naturze” - mówi.
Butler, chemik, wyciąga ze swojego biurka metalowe pudełko wypełnione diamentami. Niektóre są małe, kwadratowe i żółtawe; inne są okrągłymi i przezroczystymi dyskami. Usuwa jeden wafel wielkości spodka do herbaty. Nie jest grubszy niż chipsy ziemniaczane i błyszczy w świetle fluorescencyjnym. „To solidny diament” - mówi. „Możesz użyć czegoś takiego jako okna w promie kosmicznym”.
Wojsko jest zainteresowane diamentami hodowanymi w laboratorium do wielu zastosowań, z których tylko Butler chętnie dyskutuje, takich jak lasery i odporne na zużycie powłoki. Ponieważ sam diament nie reaguje z innymi substancjami, naukowcy uważają, że jest idealny do detektora broni biologicznej, w którym mała, naładowana elektrycznie diamentowa płytka przechowuje cząsteczki receptora, które rozpoznają określone patogeny, takie jak wąglik; gdy patogen wiąże się z receptorem, wyzwalany jest sygnał. Butler, współpracując z chemikiem z University of Wisconsin, Robertem Hamerem, opracował prototyp czujnika, który może wykrywać DNA lub białka.
Największy diament jednokrystaliczny kiedykolwiek uprawiany w laboratorium ma około 0, 7 cala na 0, 2 cala na 0, 2 cala lub 15 karatów. Kamień nie znajduje się pod strażą wojskową ani w ukrytym miejscu. Znajduje się w pokoju wypełnionym miernikami i mikroskopami, wraz z dziwnym rowerem i bębnem kongo, na zielonym kampusie otoczonym Waszyngtonem, Rock Creek Park w Waszyngtonie. Russell Hemley, dyrektor Geophysical Lab Carnegie Institution, zaczął pracować nad hodowlą diamentów z CVD w 1995 roku. Wyciąga diament ze swoich khaków. Trudno byłoby pomylić ten diament z czymkolwiek sprzedawanym w Tiffany. Prostokątny kamień wygląda jak gruby kawałek przyciemnionego szkła.
Hemley i inni naukowcy używają laboratoryjnych i naturalnych diamentów, aby zrozumieć, co dzieje się z materiałami pod bardzo wysokim ciśnieniem - rodzajem ciśnienia w środku ziemi. Prowadzi eksperymenty, ściskając materiały w „ogniwie kowadła diamentowego”, zasadniczo potężnym imadle z diamentami na obu końcach.
Kilka lat temu Hemley stworzył jeden z najtwardszych znanych diamentów. Wyhodował go w laboratorium, a następnie umieścił w wysokociśnieniowym, wysokotemperaturowym piecu, który zmienił strukturę atomową diamentu. Kamień był tak twardy, że złamał miernik twardości Hemleya, który sam był wykonany z diamentu. Używając supertwardego diamentowego kowadła, Hemley zwiększył ciśnienie, które może wywierać na materiały w swoich eksperymentach do czterech milionów do pięciu milionów razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na poziomie morza.
„W ekstremalnych warunkach zachowanie materiałów jest bardzo różne” - wyjaśnia. „Ciśnienie powoduje, że wszystkie materiały ulegają transformacji. Zamienia gazy w nadprzewodniki, tworzy nowe super twarde materiały. Możesz zmienić naturę elementów”.
Odkrył na przykład, że pod ciśnieniem gazowy wodór łączy się z kryształami żelaza. Hemley uważa, że wodór może stanowić część jądra ziemi, które w innym przypadku składałoby się głównie z żelaza i niklu. Badał substancję wodór-żelazo, aby zrozumieć temperaturę i skład centrum naszej planety.
W innym zaskakującym odkryciu Hemley odkrył, że dwie powszechne bakterie, w tym mikroorganizm jelitowy E. coli, mogą przetrwać pod ogromną presją. On i jego koledzy umieścili te organizmy w wodzie, a następnie podnieśli diamentowe kowadło. Roztwór wodny wkrótce zmienił się w gęstą formę lodu. Niemniej jednak około 1 procent bakterii przeżył, a niektóre bakterie nawet migoczą. Hemley twierdzi, że badania to więcej dowodów na to, że życie, jakie znamy, może istnieć na innych planetach w naszym Układzie Słonecznym, na przykład pod skorupą jednego z księżyców Jowisza. „Czy może istnieć życie w głębokich oceanach w satelitach zewnętrznych, takich jak Europa?” pyta Hemley. „Nie wiem, ale możemy chcieć szukać”.
Hemley ma nadzieję, że wkrótce przekroczy swój własny rekord największego hodowanego w laboratorium kryształu diamentu. Nie jest jasne, kto wyprodukował największy diament wielokrystaliczny, ale firma o nazwie Element Six może wytwarzać płytki o szerokości do ośmiu cali. Największy wydobywany diament, zwany diamentem Cullinan, miał ponad 3000 karatów - około 1, 3 funta - zanim został pocięty. Największy jak dotąd diament znaleziony we wszechświecie ma wielkość małej planety i znajduje się 50 lat świetlnych stąd w gwiazdozbiorze Centaura. Astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics odkryli gigantyczny kamień kilka lat temu i wierzą, że diament o szerokości 2500 mil służył kiedyś jako serce gwiazdy. To dziesięć miliardów bilionów bilionów karatów. Astronomowie nazwali ją Lucy na cześć piosenki Beatlesów „Lucy in the Sky With Diamonds”.
Naturalne diamenty nie są szczególnie rzadkie. W 2006 r. Wyprodukowano ponad 75 000 funtów na całym świecie. Diament jest cennym towarem, ponieważ wszyscy myślą, że jest cennym towarem, geologicznym odpowiednikiem bukietu czerwonych róż, eleganckim i pociągającym, symbolem romansu, ale ostatecznie dość zwyczajnym.
Uznanie dla nowoczesnego kultu diamentu należy przede wszystkim do De Beers z Południowej Afryki, największego na świecie producenta diamentów. Przed latami 40. diamenty rzadko były oferowane jako prezenty zaręczynowe. Jednak kampanie marketingowe De Beers potwierdziły, że klejnoty są najwyższym dowodem miłości i przywiązania. Ich hasło „A Diamond Is Forever”, po raz pierwszy wdrożone w 1948 roku, jest uważane za jedną z najbardziej udanych kampanii reklamowych wszechczasów. Dzięki niemal całkowitej kontroli podaży De Beers przez dziesięciolecia utrzymywał prawie całkowitą władzę nad rynkiem diamentów, starannie gromadząc kamienie szlachetne, aby utrzymać wysokie ceny i zyski. Chociaż firma straciła część swojej mocy na rzecz konkurentów w Kanadzie i Australii w ciągu ostatnich kilku lat, nadal kontroluje prawie dwie trzecie surowca diamentowego na świecie.
Hodowcy diamentów są dumni z wyzwania, jakie stoją przed De Beers i resztą branży naturalnego diamentu. Hasło Apolla brzmi „Diament dla każdego”. Jak dotąd jednak bezbarwne klejnoty Apollo kosztują mniej więcej tyle samo, co kamienie naturalne, podczas gdy różowe, niebieskie, szampańskie, mokka i brązowe diamenty firmy sprzedają o około 15 procent mniej niż naturalne kamienie o takich kolorach, które są bardzo rzadkie i droższe niż białe diamenty. Tymczasem konsumenci mogą być podatni na wysokiej jakości diamenty produkowane laboratoryjnie. Podobnie jak większość kopalni odkrywkowych, kopalnie diamentów powodują erozję, zanieczyszczenie wody i utratę siedlisk dla dzikiej przyrody. Jeszcze bardziej niepokojące jest to, że afrykańscy watażkowie używali diamentowych skrzynek, aby kupować broń i finansować ruchy rebeliantów, co dramatycznie przedstawił film z 2006 r. Blood Diamond . Aktor Terrence Howard nosi diamentową szpilkę do klapy z kamieniami Apollo. Powiedział dziennikarzom: „Nikt nie ucierpiał podczas procesu tworzenia”.
Pół tuzina innych firm zaczęło wytwarzać diamenty o jakości klejnotów przy użyciu nie CVD, ale procesu, który bardziej naśladuje sposób tworzenia diamentów w ziemi. Metoda ta - zasadniczo ulepszenie tego, w jaki sposób naukowcy wytwarzają diamenty od lat 50. XX wieku - wymaga ciepła o wartości ponad 2000 stopni i ciśnienia 50 razy większego niż na powierzchni ziemi. (Zarówno ciepło, jak i ciśnienie są większe niż wymaga CVD.) Urządzenia wielkości pralki nie mogą wytwarzać kamieni znacznie większych niż sześć karatów. Te diamenty HPHT - inicjały oznaczają wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę - zawierają więcej azotu niż diamenty CVD; azot nadaje diamentom bursztynowy kolor. Na razie jednak proces ten ma znaczącą przewagę nad CVD: jest tańszy. Podczas gdy naturalny, jednokaratowy diament w kolorze bursztynu może sprzedawać za 20 000 USD lub więcej, Gemeza z siedzibą na Florydzie sprzedaje kamień jednokaratowy za około 6000 USD. Ale nikt, w tym Gemesis, nie chce zbyt tanio sprzedawać diamentów, aby rynek się dla nich nie załamał.
Gemologowie stosujący codzienne narzędzia rzadko potrafią odróżnić diamenty naturalne i hodowane w laboratorium. (Fałszywe diamenty, takie jak cyrkonia, są łatwe do wykrycia.) De Beers sprzedaje dwie maszyny, które wykrywają właściwości chemiczne lub strukturalne, które czasem różnią się między dwoma rodzajami kamieni, ale żadna z nich nie jest w stanie rozpoznać różnicy przez cały czas. Innym sposobem identyfikacji diamentu wyprodukowanego w laboratorium jest schłodzenie kamienia ciekłym azotem, a następnie wystrzelenie w niego lasera i zbadanie, jak światło przechodzi przez kamień. Ale sprzęt jest drogi, a proces może potrwać kilka godzin.
Diamenty Apollo i Gemesis, dwóch największych producentów, są oznaczone laserowo napisanymi napisami widocznymi z lupą jubilera. W ubiegłym roku Gemological Institute of America, przemysłowa grupa badawcza, zaczęła klasyfikować kamienie hodowane w laboratorium według karat, cięcia, koloru i przejrzystości - podobnie jak w przypadku kamieni naturalnych - i zapewnia certyfikat dla każdego klejnotu, który go identyfikuje w miarę wzrostu laboratoryjnego.
Firmy wydobywające diamenty walczą, twierdząc, że wszystko, co się świeci, to nie diament. Reklamy De Beers i ich witryny internetowe nalegają, aby diamenty były naturalne, nieprzetworzone i miały miliony lat. „Diamenty są rzadkimi i specjalnymi rzeczami o nieodłącznej wartości, której nie ma w fabrycznie wytwarzanych materiałach syntetycznych” - mówi rzeczniczka Lynette Gould. „Kiedy ludzie chcą świętować wyjątkowy związek, chcą wyjątkowego diamentu, a nie trzydniowego kamienia produkowanego fabrycznie”. (De Beers zainwestował w Element Six, firmę produkującą cienkie diamenty przemysłowe).
Jewellers Vigilance Committee (JVC), grupa handlowa, lobbuje Federalną Komisję Handlu, aby uniemożliwić producentom diamentów nazywanie swoich kamieni „hodowlanymi”, co jest terminem stosowanym do większości sprzedawanych dziś pereł. (Ludzie w branży wydobywanego diamentu używają mniej pochlebnych określeń, takich jak „syntetyczny”). JVC złożył petycję w agencji w 2006 roku, twierdząc, że konsumenci często są zdezorientowani nomenklaturą otaczającą diamenty hodowane w laboratorium.
Robert Linares od początku badań nad CVD ponad 20 lat temu miał nadzieję, że diamenty staną się przyszłością elektroniki. Sercem niemal każdego urządzenia elektrycznego jest półprzewodnik, który przesyła energię elektryczną tylko w określonych warunkach. Przez ostatnie 50 lat urządzenia były wytwarzane prawie wyłącznie z krzemu, podobnej do metalu substancji wydobywanej z piasku. Ma jednak dwie istotne wady: jest delikatna i przegrzewa się. Dla kontrastu, diament jest wytrzymały, nie rozkłada się w wysokich temperaturach, a jego elektrony mogą być tak skonstruowane, aby przewodziły prąd przy minimalnej interferencji. W tej chwili największą przeszkodą w wyprzedzaniu krzemu przez diament są pieniądze. Krzem jest jednym z najpopularniejszych materiałów na ziemi, a infrastruktura do produkcji układów krzemowych jest dobrze ugruntowana.
Apollo wykorzystał zyski ze swoich kamieni szlachetnych, aby zagwarantować wyprawę do branży półprzewodników o wartości 250 miliardów dolarów. Firma współpracuje z Bryantem Linares, który odmawia potwierdzenia produkcji półprzewodników specjalizowanych do celów, o których odmawia dyskusji. Ale wyjawił mi, że Apollo zaczyna sprzedawać 1-calowe diamentowe wafle. „Przewidujemy, że te początkowe płytki będą wykorzystywane do celów badawczo-rozwojowych w pracach rozwojowych naszych klientów”, mówi Linares.
Przed opuszczeniem laboratorium Apollo Robert i Bryant Linares zabierają mnie do przypominającego magazyn pokoju wielkości gimnazjum. Jest pusta, z wyjątkiem dużych kabli elektrycznych wijących się po podłodze. Wkrótce przestrzeń zostanie wypełniona 30 maszynami do robienia diamentów, co niemal podwoi moce produkcyjne Apollo. Mówią, że będzie to pierwsza na świecie fabryka diamentów. „Była epoka miedzi i stal” - mówi Bryant. „Następny będzie diament”.
Ulrich Boser pisze książkę o największym na świecie nierozwiązanym napadzie artystycznym.
Fotograf Max Aguilera-Hellweg specjalizuje się w tematyce medycznej i naukowej.
