Щоб графіт став алмазом
І зучая властивості дорогоцінних каменів, вчені намагалися нагрівати їх, щоб перевірити, як поведуть вони себе при високій температурі. Майже всі камені на очах змінювали свій колір, і це було дивно. Але більше всіх коштовних каменів здивував дослідників алмаз - він узяв та й зник.
Це сталося в 1694 році, коли вчені Флорентійської академії наук вирішили перевірити, що буде, якщо нагріти алмаз. Нагрівали двома великими лінзами, які могли з незвичайною силою концентрувати сонячні промені. У фокусі температура піднімалася до 1000 градусів! І ось стали нагрівати камінчик алмазу. Він нагрівався, нагрівався і раптом на очах у приголомшених поважних академіків випарувався! Алмаза не було видно, наче він не лежав тільки що на столі, де проводився досвід. Багато з спостерігали за досвідом вирішили, що це просто фокус. Хтось навіть порахував, що це витівки темних сил. Дослідників же це навело на думку, що алмаз - речовина пальне.
Минуло 80 років, і французький вчений знову провів досліди з нагріванням різних речовин. На цей раз нагрівання проводилося однією двоопуклою лінзою. Лавуазьє спробував нагріти шматок заліза, і воно, звичайно, розплавилося. Золото піддалося ще швидше. Ні за що не хотіла плавитися платина. Вугілля, який був на черзі наступним, згорів без залишку. Потім Лавуазьє помістив в посудину з тугоплавкого скла діамант. Вчений здогадувався, що станеться з ним. Надстійкий камінь повинен згоріти. Так і сталося. Діамант, страждаючи від нестерпної спеки, спалахнув яскравим прекрасним полум'ям і зник. Згорів без залишку.
Тепер нам легко пояснити, чому це сталося. Адже ми знаємо, що алмаз складається з вуглецю. Такий же хімічний склад має інший мінерал - графіт. Тільки атоми вуглецю розташовуються в ньому інакше. При нагріванні і графіт, і алмаз згоряють, перетворюючись на вуглекислий газ.
А чи не можна в такому випадку отримати алмаз штучним шляхом з того ж графіту? Адже для того, щоб він утворився в природі, потрібні століття. А тут бери графіт, перебудовувати атоми вуглецю в такому порядку, який він буває у алмазу, - і все готово. Але це тільки легко сказати. А як це зробити на практиці? До яких тільки хитрощів не вдавалися, щоб отримати штучний алмаз. Іноді при нагріванні графіту або інших вуглецевих речовин вдавалося отримати якісь прозорі тверді кристали. Але потім виявлялося, що нічого спільного з природним алмазом у них немає. А адже алмаз - це не тільки камінь великий ювелірної цінності. Він володіє високою технічною цінністю - це найтвердіший природний матеріал.
Багато було зроблено спроб в отриманні штучного алмазу. Але лише в середині XX століття прийшов до вчених справжній успіх. Це сталося в Швейцарії. При величезних тисках і температурах - адже саме такі умови потрібні для утворення природного алмазу - був отриманий перший штучний алмазік. Для цього використовували найпотужніші преси. А речовиною, яке перетворювали в алмаз, був все той же звичайний графіт, з якого роблять стрижні для простих олівців.
Невеликими і зовсім непоказними були перші штучні кристали царя каменів і мінералів. Але ж крім алмазів-царів, променистих і службовців для ювелірних прикрас, потрібні і алмази-робітники, які будуть приносити користь у промисловості. Найголовніше завдання - налагодити їх виробництво в великих кількостях. І це завдання було вирішено.
Тепер в промисловості алмаз майже перший друг і помічник. Неперевершена твердість алмазу знаходить тисячі застосувань. Він потрібен при гранований, полировании, шліфовці, заточування, різанні, гравіювання. Алмазний диск не товще паперу дозволяє вимірювати температуру зірок: телескоп на борту літака піднімають у верхні шари земної атмосфери, він фокусується на зірці, а в цей час алмазну пластинку поміщають на шляху світлового променя. Вона вловлює тепло далекого небесного тіла і передає його датчику. Алмаз дуже хороший провідник тепла, і термометри на його основі вловлюють тисячні частки градуса.
Алмази застосовують для передачі сигналів в апаратах зв'язку. Алмазний кубик завбільшки з шпилькову голку, покритий тонкої золотої плівкою, входить в потужні передавачі. Саме за допомогою них транслюються телевізійні сигнали і ведуться міжнародні переговори.
З штучного алмазу виготовляють надгострий скальпелі, якими очні хірурги видаляють катаракти. На таких скальпелем навіть під мікроскопом з тисячним збільшенням не вдається розгледіти нерівності!
До відкриття способу отримання штучних алмазів у всьому світі існували таємні промисли по виготовленню підроблених алмазів. Підроблені діаманти називають стразами. Для виготовлення стразів використовували свинцево-борне скло. За складом вони схожі з оптичним склом. Щоб виготовити будь-якої підроблений алмаз, майстерному майстру потрібно було лише побачити сам зразок. Штучний діамант міг обдурити погляд звичайних людей, але насправді за властивостями своїм він зовсім не схожий на алмаз. Стрази важче алмазу і, звичайно, не такі тверді. Кварц або корунд відразу ж залишать на ньому подряпину, чого істинний алмаз ніколи не допустить.
І ось ще дуже важлива відмінність: алмаз, скільки не тримай його в руці, завжди буде холодним. А страз швидко зігрівається. У справжніх алмазів верхня межа виблискує яскравим блиском, а нижня світиться металевим блиском. Стрази цього робити не вміють.
Вчені нашої країни створили ще один вид штучних кристалів, які дуже схожі на натуральні діаманти. Їх називають фіаніти. Фіаніти важко переоцінити. Поєднання властивостей, якими нагородили їх творці, не зустрічаються в жодного іншого кристала - натурального або синтетичного. Вони тугоплавкі, що не окислюються і не випаровуються при високих температурах. По твердості поступаються лише алмазу і корунду. Чудові їх оптичні властивості - відмінна прозорість і високий опір.
І, крім того, фіаніти дуже красиві. У ювелірних прикрасах вони виглядають як чистий діамант.