クエリ: 人工ダイヤモンドは炭素でできている?
文章: 遺灰ダイヤモンド 髪の毛やペットの毛から抽出した炭素を使用してメモリアルダイヤモンド(毛髪ダイヤモンド)を製造する場合もある。現在、こういった合成ダイヤモンドに使用された炭素の起源を科学的に証明する方法はない。
文章: 六方晶窒化炭素 六方晶窒化炭素(Beta carbon nitride、β-CN)は、ダイヤモンドより硬いことが予測される超硬度材料である。 文章: ダイヤモンドの物質特性 非常に大きな硬度と強い分子結合を有する為、カット加工を施したダイヤモンドのカット面は最も平坦で、その面の縁は非常に鋭く尖っている。ダイヤモンドの表面は疎水性と親油性の性質を兼ね揃えている。前者の性質は、ダイヤモンドに水滴が置かれても、表面全体に拡散せずに水を弾くことを意味し、他のほとんどの鉱物はそのような特徴はない。そして後者の性質は、油やグリースはダイヤモンドに馴染みやすく、その他鉱物ではそれらは凝集する。この特性を利用してダイヤモンドがどうか疑わしい鉱物にグリースを塗布するグリースペンが開発されている。ダイヤモンド表面の炭素原子の末端が水素原子で結合している際は、ダイヤモンドは疎水性を、酸素原子とヒドロキシルラジカルでは親水性を示す。450°C以上で適切な反応ガスで処理すれば、ダイヤモンド表面の特性は完全に変化する。天然ダイヤモンドの表面の半分以下は酸素の単分子層で、残りは水素で構成されている為、疎水性を示す。この性質を利用した「グリースベルト」といわれるものを用いて、鉱山でダイヤモンドと他の鉱物を区別している。 文章: ドレスデン・グリーン ドレスデン・グリーン、ドレスデン・グリーン・ダイヤモンド、あるいはそのまま緑のダイヤモンドなどと呼ばれるこの石は、41カラット(8.2グラム)の人工着色ではない緑色をしたダイヤモンドである。産出地は、現在のインド共和国アーンドラ・プラデーシュ州にあったが有力とされているが、史料に現れる年次を考慮するとブラジル産の可能性も否定できない。 文章: ダイヤモンド類似石 ダイヤモンド類似石は、その化学特性、物理特性、 内部構造がダイヤモンドのそれと、一部あるいは全部が異なっている。それに対して、人工合成ダイヤモンドは天然ダイヤモンドと同じ物理・化学特性を有している。ちなみに資産価値については、現在は他の宝石同様、天然ダイヤのほうが価値がある。 文章: ホウ素 窒化ホウ素は様々な構造を取り、それらはダイヤモンドやカーボンナノチューブを含む炭素の同素体に似た構造を取る。ダイヤモンド様の構造をした窒化ホウ素は立方晶窒化ホウ素と呼ばれ、ホウ素原子はダイヤモンドの四面体構造における炭素原子の位置に存在しているが、4つのB-N結合の内の一つは配位結合と見ることができる。すなわち、三フッ化ホウ素の場合と同様に、3つの窒素原子とホウ素原子が結合することで3つのB-N結合と1つの空軌道が形成され、窒素の2つの電子がルイス塩基としてホウ素上の空軌道へ供与されることで4つ目のB-N結合が形成されることとなる。立方晶窒化ホウ素はダイヤモンドに匹敵する硬さを有しているため研磨剤に用いられる。黒鉛様の六方晶窒化ホウ素 (h-BN) は正の電荷を持つホウ素と負の電荷を持つ窒素が交互に配列した平面構造が層状に積み重なったを構造を取る。そのため、六方晶窒化ホウ素とグラファイトは共に層間の滑りによる潤滑性を示すという類似した性質もあるものの、非常に異なった性質も示す。例えば、黒鉛は優れた熱伝導性および電気伝導性を示すが、h-BNは平面方向の熱伝導性および電気伝導性が比較的乏しい。 文章: カルビン 炭素の同素体には、カルビンの他に、3原子とsp結合した平面状のグラファイト、4原子とsp結合した立体のダイヤモンドがある。フラーレンやカーボンナノチューブが発見されるまでは、これら3つが炭素の結晶として知られていた。 文章: アンリ・モアッサン モアッサンはモアッサン炉を使って鉄と炭素を溶解させたあと急冷し、金属の収縮圧でダイヤモンドを合成する実験を行った。1893年に合成の成功を発表したが、モアッサンの死後、実際は助手がモアッサンを喜ばすため、生成物に天然のダイヤモンドを仕込んだことを告白するという話を残している。 文章: 炭素惑星 炭素惑星の中心には、岩石惑星と同様の金属質のコアがあると推測されている。その周囲は炭化ケイ素と炭化チタンのマントルで覆われている。地殻はグラファイトで出来ており、十分な高圧環境が存在すれば厚さ数kmのダイヤモンドの層が存在する可能性もある。地表には炭化水素や一酸化炭素が存在すると考えられている。 文章: ハートインダイヤモンド ハート・イン・ダイヤモンド社は、人間の髪の毛、遺骨、遺品、ペットの被毛から抽出した炭素を用い、合成ダイヤモンドを製作する会社である。 文章: 同素体 典型的な例としてよく取り上げられるものに、ダイヤモンドと黒鉛(グラファイト)がある。炭素の同素体である両者は硬度以外にも、透明度や電気伝導性が大きく異なるが、これはダイヤモンドの分子(正四面体の格子)とグラファイトの分子(平面的な六方格子の層)の構造に大きな違いがあるためで、物性における分子構造の重要性を示す例となっている。 文章: ダイヤモンド類似石 無色とされるダイヤモンドの多くは、実際にはわずかに黄ばみ、もしくは茶色味を帯びている一方で、ダイヤモンド類似石はダイヤモンドのカラー用語でいうところの“D”クラス、つまり本物でも滅多にお目にかかれない完全に無色透明の石がごく普通に見られる。ゆえに、この手のあまりにも旨過ぎる話にはくれぐれもご用心すべきである。でも、と、なると、ファンシーダイヤモンド(無色透明~薄い黄色・茶色ではない、色の付いたダイヤモンド、カラーダイヤモンド)の偽物と本物の判別は一層難しいように思われるのだが、ダイヤモンド類似石で出せる色はほとんどが似せているだけである。無色透明も含めた多くのダイヤモンドを直視型分光器で観察すると415nm帯に特徴的な暗線スペクトルというものが見られる。人工合成された類似石にはしばしば不純物、具体的には希土類元素が意図的に混ぜられており、それらは本物には出るはずのない暗線スペクトルになって現れる。 文章: 合成ダイヤモンド 幾つかの方法が挙げられる。初期の方法では高温高圧法("High Pressure and High Temperature", HPHT)が用いられ、低予算で合成できるため、現在でも広く使用されている。HPHT法は1500°Cで5GPaの高圧力を発生させるのに数百トンの力を必要とする。その次は化学気相蒸着法("Chemical Vapor Deposition", CVD)による合成で、基板上に形成するため、炭素をプラズマ状態に変化させ炭素原子を堆積させる方法である。また爆轟(デトネーション)による生成、超音波処理による方法も存在する。 文章: ダイヤモンドステークス 競走名の「ダイヤモンド()」は炭素原子からなる鉱物で、創設当初の開催時期であった4月の誕生石に由来している。 文章: ダイヤモンド 工業用ダイヤモンドには用途により、数ナノメートルから数ミリメートルまでの粒径、形状、破砕性、表面状態などによる多くの品種がある。また、前述のバイトは超硬合金を基板にダイヤモンドをコバルトなどと共に焼結することによって得られるダイヤモンド焼結体を指すこともある。しかしながら、ダイヤモンドは高温下で鉄 (Fe)、コバルト (Co)、ニッケル (Ni) と容易に化学反応を起こす、などの性質のために、鋼など鉄基合金や耐熱合金の切削には適さない。ダイヤモンドが使用できない分野では、代わりに立方晶窒化ホウ素 (cubic Boron Nitride, cBN) の焼結体(「ボラゾン」)を用いる。 文章: ダイヤモンド類似石 本物のダイヤモンドにはしばしばその内外部に欠陥やゴミが見られ、その多くは格子欠陥と他の固体鉱物結晶である。人工合成石には欠陥やゴミがまったく見られず、例えあったとしてもそれは製造過程で紛れ込んだ、いわば製造工程上の特徴といったものである。天然の類似石にとりわけよく見られる欠陥は、本物のダイヤではほとんど観察されない羽毛状の液体である。ダイヤモンドのカットでは、しばしば原石の結晶面をそのまま残しておく場合がある。こうした面はナチュラルと呼ばれ、ふつうカット名称でいうところのガードル部分がそれに当たる。そういった場所にはトリゴン(又はトライゴン、trigon)と呼ばれる逆三角形の窪みが見られるが、これは格子欠陥に由来すると言われており、こういった印は本物のダイヤモンドにしか見られない。