È la stagione dei diamanti. Quasi il 40% degli impegni americani avviene tra il Ringraziamento e il giorno di San Valentino, con il Natale il giorno più popolare per fare la domanda e consegnare un pezzo di ghiaccio scintillante. Le gioiellerie raddoppiano almeno le normali vendite mensili a dicembre.

Almeno dalla fine del 1800, con la scoperta di enormi miniere di diamanti in Sudafrica, le persone hanno fatto tesoro di queste gemme abbaglianti. La bellezza e lo splendore dei diamanti vanno ben oltre la superficie. Come un cacciatore di diamanti che scava in una miniera sotterranea, bisogna approfondire le loro caratteristiche atomiche per capire cosa distingue queste pietre e cosa le rende preziose non solo per i romantici ma anche per gli scienziati.

A livello atomico

Quando estratto dalla terra, i diamanti sembrano rocce torbide prima di essere tagliati e lucidati. La loro natura chimica e struttura erano sconosciute per secoli. Furono gli esperimenti di Isaac Newton nel 1600 a suggerire per primi che i diamanti fossero costituiti dal quarto elemento più abbondante, carbonio.

La gente dubitava della scoperta di Newton, il che è comprensibile considerando come appaiono i diamanti diversi da altre forme comuni di carbonio, come la grafite nelle matite o la cenere rimasta in un camino a legna. Ma nel 1797, Lo scienziato inglese Smithson Tennant ha confermato la composizione dei diamanti.

Si scopre che il carbonio assume due forme comuni che hanno strutture cristalline a livello atomico. La grafite è una ripetizione bidimensionale, forma a nido d'ape, con strati impilati uno sopra l'altro. In alternativa, il carbonio può formare una forma tridimensionale ripetitiva, un tetraedro – e questo è il tuo diamante.

Da dove vengono?

Ci sono due fonti della gemma preziosa:l'estrazione naturale o la sintesi all'interno di un laboratorio.

I diamanti naturali si formano sotto un'intensa pressione e calore nella crosta terrestre per milioni di anni. Depositi naturali sono stati trovati in tutto il mondo, dal Canada settentrionale all'Australia occidentale, anche sott'acqua in Namibia.

Le miniere erano l'unica fonte della pietra preziosa fino al 1955, quando la General Electric ha prodotto il primo diamante sintetico usando quella che viene chiamata l'alta pressione, processo ad alta temperatura. Questo processo funziona applicando centinaia di migliaia di libbre di pressione alla grafite a 2, 700 gradi Fahrenheit per forzare il carbonio nella corretta struttura cristallina. È una specie di versione artificiale delle condizioni estreme che producono diamanti nelle profondità della terra.

Negli anni '70, i laboratori hanno iniziato a utilizzare il metodo di deposizione chimica da vapore per coltivare diamanti a pressioni più basse. Al tempo, la tecnica HPHT non poteva produrre una pietra di qualità gemma. Questo metodo migliorato converte una miscela di gas idrocarburi scomponendola nei suoi componenti, molecole di carbonio e idrogeno, con un filamento o plasma riscaldato intensamente e lo deposita su un substrato, infine formando un diamante solido. Originariamente, questo processo ha avuto un tasso di crescita molto lento, ma ora è ottimizzato per far crescere diamanti di qualità in pochi giorni.

Insieme, queste tecniche sono in gran parte responsabili dei diamanti prodotti dall'uomo - fino a 4 miliardi di carati in tutto il mondo ogni anno.

C'è un malinteso comune che un diamante naturale debba essere intrinsecamente diverso da un diamante sintetico. Al contrario, sono chimicamente identici e condividono le stesse proprietà fisiche. Anche le tecniche più sofisticate non sono in grado di rilevare la differenza tra un perfetto diamante estratto e un impeccabile diamante artificiale:entrambi sono diamanti "veri". Però, i diamanti veramente impeccabili di entrambi i tipi sono estremamente rari.

Valutare un diamante

Non importa la sua origine, un diamante può essere valutato dalle "quattro C" di taglio, colore, chiarezza e caratura. Laboratori specializzati valutano ogni categoria, come creato dal Gemological Institute of America.

Il taglio di un diamante è definito in due modi. C'è "la forma generale della pietra tagliata, " con forme tra cui brillante rotondo (più comune), ovale, Smeraldo, Pera, Principessa, trillante, triangolo, cuore e raggiante. E c'è "il grado di perfezione raggiunto dal processo di taglio e lucidatura" valutato su una scala che va da eccellente a scadente. Il tipo e la qualità del taglio determinano in definitiva il modo in cui la luce si riflette nella pietra, contribuendo alla sua "brillantezza".

Il colore di un diamante è classificato su una scala da "D, " essendo perfettamente incolore, a "Z" con il maggior numero di colori. Originariamente, il colore della pietra era un enorme indizio su come si era formata perché fino al 2007 circa il 90 percento dell'alta pressione, le pietre sintetiche ad alta temperatura erano di colore giallo arancio o giallo. Quasi nessuna pietra di quel processo era incolore, quindi una pietra incolore era quasi certamente naturale. Ma il processo di crescita di HPHT è notevolmente migliorato e dal 2016 Il 43 percento dei diamanti sintetici era incolore.

La purezza del diamante indica la presenza di inclusioni, o piccole imperfezioni, nella pietra. Le inclusioni rendono unico ogni diamante e forniscono forti indizi sul fatto che un diamante sia naturale o sintetico. Il processo HPHT utilizza il flusso di metallo, o un liquido metallico caldo, che agisce come un solvente per dissolvere la fonte di carbonio, grafite, per essere riorganizzato e trasformato in un diamante. I diamanti cresciuti in questo modo possono avere inclusioni di metalli. Le pietre risultanti possono essere magnetiche:se un diamante reagisce con un magnete, è sicuramente sintetico. Inoltre, la maggior parte dei diamanti sintetici riceve gradi di elevata purezza, mentre i diamanti naturali contengono inclusioni più grandi.

Molti consumatori si concentrano sul peso in carati, ovvero dimensione del diamante. La pietra viene pesata su una bilancia in cui un carato è di 200 milligrammi (0,007 once). I diamanti più grandi di quattro carati sono quasi garantiti come naturali perché questo è il limite per le dimensioni dei diamanti che i processi sintetici possono far crescere.

Sebbene le "quattro C" dei diamanti definiscano in definitiva il valore al dettaglio, il valore affettivo può essere ancora maggiore. Gli acquirenti devono decidere se una pietra naturale o sintetica è adatta a loro, sulla base di fattori che potrebbero includere le ramificazioni ecologiche ed etiche dell'estrazione di diamanti, nonché il prezzo più basso per le rocce sintetiche.

Diamanti trovati oltre l'anulare

Sebbene i diamanti siano ben noti per il loro posto nell'industria della gioielleria, svolgono altri ruoli preziosi, pure.

Le loro proprietà fisiche, soprattutto durezza, sono ideali per applicazioni abrasive. Piccoli diamanti si possono trovare rivestendo ruote da taglio, punte da trapano e mole abrasive, che vengono utilizzati per il taglio di cemento o muratura.

I diamanti hanno anche determinate proprietà ottiche che li rendono adatti a varie tecniche di spettroscopia, o misurazioni che coinvolgono lo spettro elettromagnetico. I ricercatori scientifici usano questi test per aiutare a identificare la composizione dei materiali che stanno studiando.

Un posto precedentemente comune per i diamanti era sui giradischi, dove ancora oggi la puntina che tocca il disco può essere una piccolissima scheggia di diamante.

Sia che si apprezzino di più le caratteristiche estetiche o scientifiche della gemma, i diamanti possono abbagliare.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.