“鉆石恒久遠，一顆永流傳”。鉆石因其珍稀、璀璨奪目而深受人們追捧，被譽為寶石之王，被視作矢志不渝愛情和永恒婚姻的象征，正是因為這個觀念讓鉆石變得供不應求，成為當今社會婚禮的必需品。
天然鉆石的原始形態是金剛石，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體。它往往“藏身”于地球深處約150公里處，在極高的壓力和超過1000℃的環境下，經過數十億年才能形成。
在藍絲黛爾石“海”中的鉆石“河”
圖源：物理學家組織網
但是隨著科技的發展，使用頭發、骨灰等制作的人工鉆石在短短數天內就可以合成，是不是覺得不可思議？
青絲鉆？情思鉆？
頭發居然可以做鉆石？
2007年，美國LifeGem公司利用人工合成鉆石技術，從著名音樂家貝多芬留存的頭發中提取出130 mg的碳元素，制作成三顆藍色寶石，并在拍賣場上拍賣，起拍價就高達5萬美元。之后，該公司又將一縷邁克爾·杰克遜的頭發制作成了鉆石。
貝多芬鉆石 圖源：bing.com
在中國的傳統文化中有“結發為夫妻，恩愛兩不疑”的說法，頭發成為中國人表達相思相戀之情的特殊載體，與鉆石的意義不謀而合。因此，市場上出現了青絲鉆、情思鉆和傾思鉆等諧音命名的人工定制鉆石，賦予發絲鉆獨特的紀念意義，以此來吸引消費者。
說到這里，肯定有小伙伴問，頭發和鉆石看起來毫不相關的，是如何被做成鉆石的呢？
頭發主要由角蛋白組成，有一定的耐熱性，在真空條件下，當溫度超過一定限度，頭發就會發生碳化。碳化后的頭發只剩下碳元素，而鉆石是由碳元素組成的，也就是說只要把頭發中的碳元素提取出來，就可以用來制作鉆石。
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具體來講，是這樣的：
首先取一些頭發并把它磨成粉末，在1800-3000攝氏度的真空高溫環境下碳化，然后再進行提純進一步去除雜質。
接著，通過高溫高壓法合成鉆石，把碳化后的頭發和其他材料送入高溫高壓環境，耐心等待鉆石原石“長成”。
最后，對得到的鉆石原石進行加工，去除雜質，打磨成型，就可以得到成品鉆石了。
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碳化后頭發中所保留的元素不同，還能制作出顏色不一樣的鉆石。是不是很神奇？
想起自己洗頭時掉下來一堆纏繞的發絲一陣心痛，這哪里掉的是頭發啊，是鉆石啊！
頭發是如何做成鉆石的？
把頭發做成鉆石的方法主要包括高溫高壓法（HTHP）和化學氣相沉積法（CVD）。
合成鉆石最早在1954年就出現了，用的就是高溫高壓法，其原理是模擬天然金剛石的生長環境，將石墨粉在超高溫、高壓條件下合成鉆石。
高溫高壓法也稱溫度梯度法、溫度差法、靜壓觸媒法。簡單講就是以一顆微小的金剛石為“種子”，以純碳材料（如石墨）作為原料在超高溫、高壓條件下熔化分解為碳原子，借助金屬觸媒作用向鉆石“種子”移動并結晶，形成更大鉆石晶體，但同時構成觸媒的金屬原子或多或少會進入金剛石晶格。
這種方法是國內外工業生產上應用最廣泛的超硬材料合成法，絕大部分實驗室培育鉆石也是用這種方法生產的。該方法合成培育鉆石以塔狀為主，生長速度快、成本低、顏色較好、純凈度稍差，但綜合效益具有優勢，特別是在1-5克拉培育鉆石合成方面具有明顯優勢。
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化學氣相沉積法合成鉆石的原理是通過創造高溫低壓環境，借助金屬催化劑作用從含碳氣體中分離出活性碳原子后，以結晶形式沉積在較小的鉆石基材上交互生長成大顆粒金剛石晶體。相較于高溫高壓法，化學氣相沉積法合成培育鉆石呈板狀，顏色不易控制、培育周期較長、成本較高，但純凈度高，較適宜合成5克拉以上培育鉆石。
因此，理論上只要是含碳類的物質經過提碳及石墨化或者轉化成為甲烷、一氧化碳、二氧化碳等氣體，都可以通過以上技術制作為鉆石，而頭發中含碳量45%左右，骨灰當中含碳量2%左右，符合人工鉆石合成的必要條件。
頭發做成的鉆石
與天然鉆石有什么區別？
天然鉆石的形成需要幾十億年時間，但在實驗室培育出一顆鉆石，只需要幾個星期就能完成，成本僅為天然鉆石價格的1/4-1/8。而且實驗室培育鉆石品質精良，外觀與天然鉆石沒有差異。那么問題來了，我們該如何區分實驗室培育鉆石和天然鉆石呢？
我們人眼看起來，實驗室培育的鉆石和天然鉆石并沒有什么區別，只有在寶石鑒定所使用專門的儀器才能對其進行鑒別。因此，也有很多人會把人工鉆石認為是“假鉆石”。
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然而，2018年美國聯邦貿易委員會（FTC）重新劃分了鉆石定義，把實驗室培育鉆石歸為鉆石大類；國際權威珠寶鑒定及分級機構GIA也在2019年宣布，使用“實驗室培育鉆石”替代“合成鉆石”，這意味著鉆石界重新定義了培育鉆石的身份。
一顆高品質的發絲鉆從實驗室培育出來，必須經過頭發提碳，石墨化和生長等，通過一系列科技含量較高的技術培養出的鉆石純度達到天然鉆石4C的要求，品質高于一般的人造鉆石，紀念意義獨特。
但是，在制備合成鉆石的過程中，由于生物碳源轉化為高純度石墨需要的溫度高達1000℃以上，DNA結構早已被破壞、生物特征早已消失，成為了和天然鉆石具有同樣物理屬性的無機礦物質材料，無法和普通合成鉆石作出區分。因此，頭發做鉆石的意義更多是精神的寄托。
當今有越來越多的人正在接受合成鉆石，畢竟作為裝飾性的首飾，實驗室培育鉆石一樣十分閃耀，而且與同等品質的天然鉆石相比，價格更便宜。
很多年輕人在訂婚和結婚時，會選擇用頭發做鉆戒，和愛人共同佩戴，真正實現“結發為夫妻，恩愛兩不疑”。
那么在看完本文了解合成鉆石之后，你會不會選擇購買合成鉆戒呢？
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作者：七葉草 浙江理工大學材料工程碩士
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