Istun väljaspool Bostonit asuvas kiirtoidurestoranis, kus mul ei olnud luba nimetada mitteavaldamise lepingu tõttu, mille pidin allkirjastama. Ootan, et külastada Apollo Diamondit, mis on umbes sama salajane ettevõte kui nõukogudeaegne spiooniagentuur. Selle aadressi ei avaldata. Avalike suhete töötajad ei annaks mulle juhiseid. Selle asemel võtab Apollo esindaja mind sellesse äärelinna kaubanduskeskusesse ja sõidutab mind oma musta luksusautoga, mille kaubamärki mul pole lubatud nimetada teedel, mida mul pole lubatud kirjeldada keerdkäikudena, mitte et need tingimata olid.
Seotud sisu
- Ulrich Boser teemal “Nõutud teemandid”
"See on virtuaalne teemandikaevandus, " ütleb Apollo tegevjuht Bryant Linares, kui jõuan ettevõtte salajasse asukohta, kus teemante valmistatakse. "Kui me oleksime Aafrikas, oleks meil okastraat, turvamehed ja vahitornid. Massachusettsis ei saa me seda teha." Apollo direktorid muretsevad varguste, ettevõtete nuhkide ja nende endi turvalisuse pärast. Kui Linares mõni aasta tagasi teemandikonverentsil viibis, libises mees, keda ta kirjeldab, libisemast selja taha, kui ta hotelli koosolekuruumist välja kõndis, ja ütles, et keegi looduslikust teemandifirmast võib lihtsalt panna kuuli pähe . "See oli hirmutav hetk, " meenutab Linares.
Bryanti isa Robert Linares, kes töötas koos kaastöötajaga, kellest sai Apollo kaasasutaja, leiutas ettevõtte teemantide kasvatamise tehnika. Robert saadab mind ühte ettevõtte tootmisruumi, pika saali, mis on täidetud nelja külmkapi suuruse kambriga, mille harjasteks on torud ja gabariidid. Kuna tehnikud kõnnivad võsast ja laborimantlist mööda, heidan pilgu ühe masina luugi akent. Kambri ülaosa täidab krüptoniitroheline pilv; allosas on 16 nupuvajutusega ketast, millest igaüks helendab uduselt roosat. "Ei tundu midagi, eks?" Ütleb Robert. "Kuid nad saavad mõne nädala pärast pool-caraters."
Aastal 1796 avastas keemik Smithson Tennant, et teemant on valmistatud süsinikust. Kuid alles alates 1950. aastatest on teadlastel õnnestunud teemante toota, sepistades need grafiidist, mille temperatuur on kuni 2550 kraadi Fahrenheiti järgi ja rõhk 55 000 korda suurem kui maakera atmosfäär. Kuid kivid olid väikesed ja ebapuhtad. Kasulik oli ainult lihv, enamasti tööstuslikuks kasutamiseks, näiteks hambapuurimiseks ja saelehe valmistamiseks. Viimase kümnendi jooksul on teadlased, näiteks Linares, siiski täiustanud keemilist protsessi, mille käigus teemandid kasvavad puhtaks ja peaaegu sama suureks kui maapinnast välja tõmmatud peenimad proovid. Protsess, keemiline aurustamine-sadestamine (CVD), läbib süsinikgaasi pilve teemandiseemnete kohal vaakumkambris, mis on kuumutatud rohkem kui 1800 kraadini. Teemant kasvab süsiniku kristalliseerumisel seemne peal.
Robert Linares on olnud kristallide sünteesi uurimisel esirinnas alates sellest, kui ta asus tööle 1958. aastal New Jersey osariigis Murray Hillis Bell Labsis. Ta asutas seejärel pooljuhtide ettevõtte Spectrum Technologies, mille ta hiljem müüs, kasutades selleks laekunud raha. teemantide edasised uuringud. 1996. aastal, pärast peaaegu kümme aastat oma Bostoni kodu garaažis töötamist - ilma naljata - garaažis, kus ta oli üles seadnud seadmed, mida ta keeldub kirjeldamast - avastas ta täpse gaaside ja temperatuuride segu, mis võimaldas tal tekitada suuri monokristalli teemandid, vääriskivideks lõigatud teemandid. "See oli üsna põnev, " ütleb ta. "Nagu teemantikaevandusse uurimine."
Otsides nende laboriteemantide erapooletut hindamist, palusin Bryant Linaresil lasta mul laenata Apollo kivi. Järgmisel päeval asetan 0, 38 karaadise, printsessilõigatud kivi Virgil Ghita ette Ghita kitsasse juveelipoodi Bostoni kesklinnas. Paari pintsetiga viib ta teemandi paremasse silma ja uurib seda juveliiri luupiga, keerates kalliskivi aeglaselt mottiga täidetud pärastlõunase päikese käes. "Kena kivi, suurepärane värv. Ma ei näe puudusi, " ütleb ta. "Kust sa selle said?"
"Seda kasvatati laborist umbes 20 miili kaugusel siit, " vastan.
Ta langetab luupi ja vaatab mind korraks. Siis uurib ta uuesti kivi ja ajab kulmu. Ta ohkab. "Ei saa kuidagi öelda, et see on labori loodud."
Enam kui miljard aastat tagasi ja vähemalt 100 miili maapinnast madalamal segunes sepistatud teemantidesse tohutu kuumuse ja titaanrõhu segu. Kivid viidi iidsete maa-aluste vulkaanide poolt maapinna poole. Iga vulkaan jättis porgandikujulise kivimitoru, mille nimi oli kimberlite, mis on teemantide, granaatide ja muude kalliskividega täidetud. Viimane teadaolev kimberlite purse maapinnale leidis aset 47 miljonit aastat tagasi.
Teemante on kaevandatud peaaegu kõigist maailma piirkondadest, alates põhjapolaarjoonest Põhja-Austraalia troopikani. Enamik teemandikaevandusi algab laia kaevuga; kui kimberlite torus on palju teemante, kaevavad kaevurid šahti 3000 jala või sügavamale. Piirkondades, kus jõed jõudsid kunagi kimberliidiõmblustele, sõelusid inimesed teemante kruusast. Lahtised teemandid, mida hakati 1800ndatel Kesk-Läände põldudel üles kerima; neid hoiusid sinna liustikud. Enamik geolooge usub, et uued teemandid tekivad maavärinas jätkuvalt - demineerijate jõudmiseks liiga sügaval.
Sõna "teemant" pärineb Vana-Kreeka adamast, mis tähendab võitmatut. India inimesed on kaevandanud teemantkivide valmistamist juba üle 2000 aasta ja esimese sajandi roomlased kasutasid kive kamee nikerdamiseks. Läbi aegade omandasid teemandid müstiiki rikkuse ja võimu sümbolitena. 16. sajandil oli India subkontinendi kõige hinnatum ese Koh-i-Noor, 109-karaadine teemant Kolluri kaevandusest Lõuna-Indias. Legend leidis, et kes iganes seda omab, valitseb maakera. "See on nii hinnaline, " märkis tollane kirjanik, "et teemantide kohtunik hindas seda pooleks kogu maailma päevakuludest". Suurbritannia sai kivi 1849. aastal, kui Lahore ja Punjab said osaks Briti impeeriumist; teemant istub nüüd Londoni tornis, 1937. aastal kuninganna Elizabethi jaoks tehtud krooni keskmes.
Ja ometi on teemandid lihtsalt kristalliseeritud puhas süsinik, just nagu kivikommid on kristalliseeritud suhkur - aatomite või molekulide järjestatud rida. Teiseks puhta süsiniku vormiks on grafiit, kuid selle aatomid hoitakse pigem lehtedena kui kristallselgelt jäigalt kinnitatud, nii et süsinik satub kergelt, näiteks pliiatsi otsa. Tänu oma süsinikuaatomite vaheliste sidemete tugevusele on teemandil erakordsed füüsikalised omadused. See on muidugi kõige raskem teadaolev materjal ja see ei reageeri keemiliselt teiste ainetega. Pealegi on see paljude valguse lainepikkuste jaoks täiesti läbipaistev, suurepärane elektrisolaator ja pooljuht ning seda saab elektrilaengu hoidmiseks ka keerata.
Nende tunnustatud glamuursete omaduste tõttu on labori toodetud teemantidel potentsiaal tehnoloogiat dramaatiliselt muuta, muutudes võib-olla elektroonikas ja arvutis sama oluliseks kui teras või räni. Kive kasutatakse juba valjuhääldites (nende jäikus tagab suurepärase tweetri), kosmeetilistes nahakoorijates (pisikesed teemantterad toimivad väga teravate skalpellidena) ning kallihinnalistel lõikeriistadel graniidi ja marmori jaoks (teemant võib lõigata mis tahes muud ainet) ). Odava ja valmis teemantide pakkumisega loodavad insenerid teha kõike alates suurema võimsusega laseritest kuni vastupidavamate elektrivõrkudeni. Nad näevad ette õhukesed arvutid, käekella suuruses mobiiltelefonid ja digitaalsed salvestusseadmed, mis võimaldavad teil tuhandeid filme peopesal hoida. "Inimesed seostavad sõna teemant millegi ainsuse, kivi või kalliskiviga, " ütleb Tennessee Vanderbilti ülikooli elektrotehnika professor Jim Davidson. "Kuid tegelikuks kasulikkuseks saab olema asjaolu, et saate teemandi kihina hoiustada, muutes võimalikuks masstootmise ja mõjutades iga elektroonika tehnoloogiat."
USA mereväe uurimislaboris, USA pealinnast lõuna pool asuvas tugevalt valvatud ühendis, viib James Butler CVD programmi. Ta kannab kuldset roosakast rõngast, mis sätendab ühe valge, ühe rohelise ja ühe punase teemantkiviga - need kõik on laboris loodud või muudetud. "Nüüd on tehnoloogia jõudnud punkti, kus saame kasvatada täiuslikumat teemanti, kui loodusest leida võib, " ütleb ta.
Butler, keemik, tõmbab oma töölaualt metallkarbi, mis on briljantidega rombitud. Mõned neist on väikesed, ruudukujulised ja kollakad; teised on ümmargused ja läbipaistvad kettad. Ta eemaldab ühe teetassi suuruse vahvli. See pole paksem kui kartulikrõps ja sädeleb fluorestsentsvalguse käes. "See on kindel teemant, " ütleb ta. "Võiksite midagi sellist kasutada kosmoselaeva aknana."
Sõjavägi on laboris kasvatatud teemantide vastu huvitatud paljudest rakendustest, millest vaid mõned on Butler nõus arutama, näiteks laserid ja kanderaamiga katted. Kuna teemant ise ei reageeri muude ainetega, arvavad teadlased, et see sobib ideaalselt bioloogilise relvadetektoriga, kus pisike elektriliselt laetud teemantplaat hoiaks retseptori molekule, mis tunnevad ära teatud patogeenid, näiteks antraks; kui patogeen seostub retseptoriga, vallandub signaal. Butler on koostöös Wisconsini ülikooli keemiku Robert Hamersiga koostanud sensori prototüübi, mis suudab tuvastada DNA või valke.
Suurim ühekordse kristalliga teemant, mida kunagi laboris kasvanud, on umbes 0, 7 tolli kuni 0, 2 tolli kuni 0, 2 tolli ehk 15 karaadi. Kivi ei ole sõjaväe valve all ega varjatud kohas. See asub ruumis, kus on gabariidid ja mikroskoobid koos paaritu jalgratta ja kongitrummiga, lehtköögiviljakeses, mida ümbritseb Washingtoni DC Rock Creeki park. Carnegie Instituudi geofüüsikalabori direktor Russell Hemley asus CVD-ga teemantide kasvatamise kallale 1995. aastal. Ta tõmbab oma hakisest teemandi välja. Tiffanys müüdavas teemandis oleks raske eksida. Ristkülikukujuline kivi näeb välja nagu paks klaasitud tükk.
Hemley ja teised teadlased kasutavad laboratoorseid ja looduslikke teemante, et mõista, mis juhtub väga kõrge rõhu all olevate materjalidega - seda tüüpi rõhku Maa keskel. Ta viib läbi katseid, pigistades materjale "teemandi alasi lahtrisse", mis on sisuliselt võimas vise, mille mõlemas otsas on rombid.
Mõni aasta tagasi lõi Hemley ühe kõvemini tuntud teemandi. Ta kasvatas seda laboris ja asetas seejärel kõrgsurve-kõrge temperatuuriga ahju, mis muutis teemandi aatomistruktuuri. Kivi oli nii kõva, et purustas Hemley karedusmõõturi, mis oli ise teemandist tehtud. Kasutades ülikõva teemanti alasi, on Hemley suurendanud oma katsetes materjalidele avaldatavat survet kuni neli miljonit kuni viis miljonit korda suurem kui atmosfäärirõhk merepinnal.
"Äärmuslikes tingimustes on materjalide käitumine väga erinev, " selgitab ta. "Rõhk muudab kõik materjalid ümberkujundamise. See muudab gaasid ülijuhtideks, teeb uudseid ülikõvad materjale. Saate muuta elementide olemust."
Ta avastas näiteks, et rõhu all sulandub gaas vesinik raudkristallidega. Hemley usub, et vesinik võib moodustada osa maakera tuumast, mis muidu koosneb suuresti rauast ja niklist. Ta on uurinud vesiniku-raua ainet, et mõista meie planeedi keskpunkti temperatuuri ja koostist.
Teises üllatavas avastuses leidis Hemley, et kaks tavalist bakterit, sealhulgas soolestiku mikroorganism E. coli, võivad kolossaalse rõhu all ellu jääda. Tema ja ta kolleegid asetasid organismid vette ja põrutasid seejärel teemandi alasi üles. Vesilahus muutus peagi tihedaks jäävormiks. Sellegipoolest elas umbes 1 protsent baktereid, mõned bakterid kippusid isegi ümber minema. Hemley sõnul on uurimus rohkem tõendusmaterjali selle kohta, et elu, nagu me seda teame, võib olla võimeline eksisteerima ka meie päikesesüsteemi teistel planeetidel, näiteks ühe Jupiteri kuu kooriku all. "Kas välistes satelliitides nagu Europa võib olla elu sügavates ookeanides?" küsib Hemley. "Ma ei tea, aga võiksime otsida."
Hemley loodab varsti ületada enda rekordit suurima laboris kasvatatud teemandikristalli osas. Pole selge, kes on tootnud suurima mitmekristallilise teemandi, kuid ettevõte nimega Element Six suudab valmistada kuni kaheksa tolli laiuseid vahvleid. Suurim kaevandatud teemant, mida nimetatakse Cullinani teemandiks, oli enne tükeldamist rohkem kui 3000 karaati - umbes 1, 3 naela. Suurim seni universumist leitud teemant on väikese planeedi suurune ja asub 50 valgusaasta kaugusel Kentauruse tähtkujust. Harvard-Smithsoniani astrofüüsikakeskusega astronoomid avastasid hiiglasliku kivi mõni aasta tagasi ja nende arvates oli 2500 miili laiune teemant kunagi tähe süda. See on kümme miljardit triljonit triljonit karaati. Astronoomid panid sellele nimeks Lucy Beatlesi laulu "Lucy in the Sky With Diamonds" auks.
Looduslikud teemandid pole eriti haruldased. 2006. aastal toodeti kogu maailmas üle 75 000 naela. Teemant on väärtuslik kaup, kuna kõigi arvates on see väärtuslik kaup, punaste rooside kimpude geoloogiline ekvivalent, elegantne ja võluv, romantika sümbol, kuid lõpuks siiski üsna tavaline.
Teemandi moodsa kultuse eest antakse krediiti peamiselt Lõuna-Aafrikas asuvale De Beersile, mis on maailma suurim teemanditootja. Enne 1940. aastaid anti teemantkõrvarõngaid kihluskingitusena harva. Kuid De Beersi turunduskampaaniad tõid välja idee, et kalliskivid on armastuse ja kiindumuse kõrgeim märk. Nende loosungit "A Diamond Is Forever", mis võeti esmakordselt kasutusele 1948. aastal, peetakse kõigi aegade üheks edukamaks reklaamikampaaniaks. Peaaegu täieliku tarnimise kontrolli all hoidis De Beers aastakümneid teemanditurul peaaegu täielikku võimu, varjates vääriskivide hoolikalt hindade ja kasumi hoidmiseks. Ehkki ettevõte on viimastel aastatel kaotanud osa oma võimest konkurentide jaoks Kanadas ja Austraalias, kontrollib ta endiselt peaaegu kahte kolmandikku maailma töötlemata teemantidest.
Teemandikasvatajad on uhked väljakutse üle, mille nad seavad De Beersile ja ülejäänud looduslikule teemanditööstusele. Apollo loosung on "Teemant on kõigile". Seni aga maksid Apollo värvitud kalliskivid umbes sama palju kui looduslikud kivid, samas kui ettevõtte roosade, siniste, šampanja, mokka ja pruunide teemantide jaemüük on umbes 15 protsenti väiksem kui selliste värvidega looduslike kividega, mis on väga haruldased ja kallimad kui valged teemandid. Samal ajal võivad tarbijad olla vastuvõtlikud kvaliteetsete, laboris toodetud teemantide suhtes. Nagu enamus avatud kaevandustega kaevandusi, põhjustavad teemandikaevandused erosiooni, veereostust ja eluslooduse kadu. Veelgi murettekitavamaks on Aafrika sõjapealikud kasutanud relvade ostmiseks ja mässuliste liikumise rahastamiseks rombikujulisi vahemälukooke, nagu dramatiseeritud 2006. aasta filmis „ Vere teemant“ . Näitleja Terrence Howard kannab Apollo kividega rombikujulist nööpnõela. Ta ütles ajakirjanikele: "Selle tegemise käigus ei kahjustatud kedagi."
Pool tosinat muud ettevõtet on hakanud tootma kalliskvaliteediga teemante, kasutades mitte CVD-d, vaid protsessi, mis jäljendab täpsemalt seda, kuidas teemandid maakeral tekivad. Meetod - põhimõtteliselt teadlaste teemantide valmistamise parandamine alates 1950. aastatest - nõuab rohkem kui 2000 kraadi kuumust ja 50 korda suuremat rõhku kui Maa pinnal. (Nii kuumus kui ka rõhk on rohkem kui see, mida CVD nõuab.) Pesumasina suurusega seadmed ei suuda toota kuue karaadist palju suuremaid kive. Nendes HPHT teemantides - initsiaalides tähistatakse kõrgsurvet ja kõrget temperatuuri - on neis rohkem lämmastikku kui CVD teemantidel; lämmastik muudab teemandid merevaiguvärviliseks. Kuid praegu on protsessil CVD ees oluline eelis: see on odavam. Kui looduslikku, ühe karaadist merevaiguvärvi teemanti võib jaemüügis osta 20 000 või enam dollarit, siis Florida päritolu tootja Gemesis müüb ühe karaadiga kivi umbes 6000 dollari eest. Kuid keegi, sealhulgas Gemesis, ei taha teemante liiga odavalt müüa, et turg nende kokkuvarisemise tõttu ei kukuks.
Gemoloogid, kes kasutavad igapäevaseid tööriistu, saavad looduslike ja laboris kasvatatud teemantide vahel harva vahet. (Võltsteemante, nagu näiteks kuupmeetri tsirkooniumoksiid, on lihtne märgata.) De Beers müüb kahte masinat, mis tuvastavad kas keemilised või struktuursed omadused, mis mõnikord erinevad kahte tüüpi kivide vahel, kuid kumbki masin ei suuda kogu aeg erinevust öelda. Teine võimalus laboris toodetud teemandi tuvastamiseks on kivi jahutamine vedelas lämmastikus ja seejärel laseri laskmine sellele ning uurimine, kuidas valgus kivi läbi viib. Kuid seadmed on kallid ja protsess võib võtta tunde.
Kahe suurima tootja Apollo ja Gemesise teemandid on märgistatud juveliiri luupiga nähtava laseriga sümboolikaga. Eelmisel aastal hakkas Ameerika gemoloogiainstituut, tööstuse uurimisrühm, klassifitseerima laboris kasvatatud kive karaatides, lõigatud, värvi ja selguse järgi - nagu looduslike kivide puhul - ja annab iga kalliskivi kohta sertifikaadi, mis seda identifitseerib kui labor on kasvanud.
Teemantikaevandusega tegelevad ettevõtted on võidelnud tagasi, väites, et kõik, mis sädeleb, pole teemant. De Beersi reklaamides ja selle veebisaitidel rõhutatakse, et teemandid peaksid olema looduslikud, töötlemata ja miljonid aastad vanad. "Teemandid on haruldased ja erilised asjad, millel on omane väärtus, mida tehases valmistatud sünteetikas ei eksisteeri, " ütleb pressiesindaja Lynette Gould. "Kui inimesed tahavad tähistada ainulaadset suhet, tahavad nad ainulaadset teemanti, mitte kolme päeva vanust tehases valmistatud kivi." (De Beersil on investeering investeeringusse Element Six, mis tegeleb õhukeste tööstuslike teemantide tootmisega.)
Juveliiride valvsuse komitee (JVC), kaubanduskontsern, on lobitööd teinud föderaalses kaubanduskomisjonis, et takistada teemanditootjaid kutsumast oma kive "kultiveerituks" - terminiga, mida kasutatakse enamiku täna müüdavate pärlite puhul. (Kaevandatud teemandiettevõtte inimesed kasutavad vähem meelitavaid termineid nagu "sünteetilised".) JVC esitas agentuurile 2006. aastal petitsiooni, väites, et labori kasvatatud teemantide ümbritsev nomenklatuur ajab tarbijad sageli segadusse.
Alates enam kui 20 aastat tagasi tehtud CVD-uuringute algusest lootis Robert Linares, et teemantidest saab elektroonika tulevik. Peaaegu iga elektriseadme keskmes on pooljuht, mis edastab elektrit ainult teatud tingimustel. Viimase 50 aasta jooksul on seadmed valmistatud peaaegu eranditult ränist, liivast kaevandatud metallisarnasest ainest. Sellel on siiski kaks olulist puudust: see on habras ja kuumeneb üle. Seevastu teemant on vastupidav, ei lagune kõrgel temperatuuril ja selle elektronid võivad olla voolu kandmiseks minimaalsete häiretega. Praegu on teemandi möödasõidu räni suurim takistus raha. Räni on üks levinumaid materjale maa peal ja ränilaastude tootmiseks vajalik infrastruktuur on hästi välja kujunenud.
Apollo on oma vääriskividest saadud kasumit kasutanud selleks, et oma meeleavaldusi viia 250 miljardi dollari suuruses pooljuhtide tööstusesse. Ettevõttel on partnerlus. Bryant Linares keeldub tootmast pooljuhte, mis on spetsialiseerunud eesmärkidele, mida ta keeldub arutamast. Kuid ta paljastas mulle, et Apollo hakkab müüma ühe tolliseid teemantvahvleid. "Arvame, et neid esialgseid vahvleid kasutatakse uurimis- ja arendustegevuseks meie klientide tootearenduse alal, " ütleb Linares.
Enne Apollo laborist lahkumist viivad Robert ja Bryant Linares mind keskkooli võimla laoruumilaadsesse ruumi. See on tühi, välja arvatud suured elektrikaablid, mis liiguvad mööda põrandat. Varsti täidetakse ruum 30 teemantitootmismasinaga, kahekordistades meeste sõnul Apollo tootmisvõimsust peaaegu kahekordseks. Nad ütlevad, et see saab olema maailma esimene teemanditehas. "Oli vase- ja teraseajastu, " räägib Bryant. "Järgmine on teemant."
Ulrich Boser kirjutab raamatut maailma suurimast lahendamata kunstiajaloost.
Fotograaf Max Aguilera-Hellweg on spetsialiseerunud meditsiinilistele ja teaduslikele teemadele.
