Os diamantes são reverenciados como um dos materiais mais valiosos e hipnotizantes conhecidos pela humanidade. Seja encontrada profundamente na terra ou cultivada em ambientes de laboratório controlados, essas pedras preciosas incorporam beleza, raridade e luxo.
No entanto, o advento dos diamantes cultivados em laboratório nos últimos anos provocou muito debate no mundo gemológico. Enquanto algumas pessoas ainda se apegam à idéia de que apenas diamantes naturais têm valor verdadeiro, os avanços científicos mostraram que os diamantes cultivados em laboratório são quimicamente e fisicamente indistinguíveis de seus colegas naturais.
Neste artigo, nos aprofundaremos nos aspectos científicos de ambos os tipos de diamantes - comparando suas estruturas químicas, propriedades físicas e composições - para entender melhor suas semelhanças e diferenças.
O que faz de um diamante um diamante?
Para começar, é essencial entender o que torna os diamantes únicos em nível molecular. Os diamantes naturais e cultivados em laboratório são feitos de carbono puro, dispostos em uma estrutura de treliça de cristal conhecida como estrutura cúbica de diamante. Esse arranjo de átomos de carbono forma uma rede de tetraedros, com cada átomo de carbono ligado a quatro átomos de carbono vizinhos em uma matriz tridimensional.
Composição química:
Os diamantes naturais e cultivados em laboratório são 100% de carbono puro, mas a maneira como esse carbono é organizado e as condições sob as quais são formadas variam significativamente.
Diamantes naturais:
Esses diamantes são formados em bilhões de anos sob condições extremas de pressão e temperatura profundas no manto da Terra. Os átomos de carbono se cristalizam de maneira altamente estruturada, e o processo é lento, permitindo a criação de grandes cristais.
Diamantes cultivados em laboratório:
Por outro lado, diamantes cultivados em laboratório são produzidos em laboratórios usando métodos como deposição de vapor químico (DCV) ou técnicas de alta temperatura de alta pressão (HPHT).
Esses métodos replicam os processos naturais, mas ocorrem em um período de tempo muito mais curto. Os diamantes cultivados em laboratório têm a mesma estrutura molecular que os diamantes naturais, e é por isso que são frequentemente referidos como 'Chemical Brothers. '
O processo de formação: Terra vs. Laboratório
Formação de diamante natural:
Os diamantes naturais são formados sob intensa pressão geológica em profundidades de 140 a 190 quilômetros abaixo da superfície da Terra. Ao longo de milhões de anos, os átomos de carbono são submetidos a calor extremo (cerca de 1.300 ° C a 1.600 ° C) e pressão (cerca de 45 a 60 kilbars). Esse processo lento permite que os átomos de carbono se unam em um arranjo altamente estável, formando a estrutura cristalina que reconhecemos como um diamante.
O processo de formação de diamantes naturais também envolve a introdução de vários elementos de rastreamento, como nitrogênio e boro, que podem dar aos diamantes suas cores distintas. As impurezas de nitrogênio geralmente resultam em diamantes amarelos ou marrons, enquanto o boro pode dar a diamantes uma tonalidade azul.
Formação de diamantes cultivados em laboratório:
Por outro lado, os diamantes cultivados em laboratório são produzidos em uma fração do tempo, normalmente semanas ou meses, sob condições de laboratório controladas. Os dois principais métodos usados para criar diamantes cultivados em laboratório são:
Deposição de vapor químico (DCV):
Nesse processo, os gases ricos em carbono (geralmente o metano) são introduzidos em uma câmara de vácuo onde os átomos de carbono são excitados em um estado plasmático. Esses átomos depositam em um substrato, construindo gradualmente a camada por camada para formar um cristal de diamante.
Alta temperatura de alta pressão (HPHT):
Este método imita as condições extremas de pressão e temperatura do manto da Terra. Uma pequena semente de diamante é colocada em uma câmara com carbono e exposta a pressões de cerca de 5 GPa e temperaturas de 1.300 ° C a 1.600 ° C. Este método permite a criação de diamantes quase idênticos aos seus colegas naturais.
Apesar das diferenças nos processos, os diamantes naturais e cultivados em laboratório acabam com a mesma estrutura atômica, tornando-os quase idênticos em termos de propriedades físicas.
Propriedades físicas: elas são realmente iguais?
Muitos consumidores permanecem céticos em relação à qualidade e valor dos diamantes cultivados em laboratório em comparação com os naturais. No entanto, de uma perspectiva científica, ambos os tipos de diamantes exibem as mesmas propriedades físicas.
Dureza:
Uma das características mais definidoras dos diamantes é a dureza excepcional. Os diamantes são o material natural mais conhecido na escala de dureza Mohs, pontuando 10. Essa dureza se deve às fortes ligações covalentes entre os átomos de carbono na treliça de diamante. Seja formada na Terra ou em um laboratório, os diamantes naturais e cultivados em laboratório exibem a mesma dureza, tornando-os igualmente duráveis e resistentes a arranhões.
Refração leve:
Os diamantes são famosos por seu brilho, causado pela refração da luz através do cristal. A capacidade do diamante de dobrar a luz, criando o familiar 'fogo' ou dispersão de cores, é resultado de seu alto índice de refração e propriedades de dispersão. Essas propriedades são governadas pelo arranjo dos átomos de carbono na treliça de cristal, o que é idêntico nos diamantes naturais e cultivados em laboratório.
Densidade:
A densidade de um diamante é outra propriedade física importante, que é determinada por sua massa e volume. Os diamantes naturais e cultivados em laboratório têm densidades quase idênticas, normalmente em torno de 3,51 g/cm³. Embora ambos os diamantes possam conter elementos ou inclusões, eles não afetam significativamente a densidade geral.
Inclusões e impurezas:
Uma área em que diamantes naturais e diamantes cultivados em laboratório podem diferir está na presença de inclusões ou impurezas. Os diamantes naturais geralmente contêm inclusões, que são pequenas imperfeições formadas durante sua formação no fundo da terra.
Essas inclusões podem ser bolhas de gás, minerais ou outras partículas presas no cristal de diamante. Essas inclusões são exclusivas para cada diamante e podem ser usadas para identificar diamantes naturais.
Os diamantes cultivados em laboratório, por outro lado, tendem a ter menos inclusões, mas podem exibir certos padrões de crescimento específicos para o processo sintético. Por exemplo, os diamantes cultivados usando o método CVD podem exibir 'PinPoint ' inclusões, enquanto os diamantes HPHT podem mostrar padrões de granulação '.
Chemical Brothers: O mesmo, mas diferente?
Apesar das diferenças de formação, a composição química de diamantes naturais e cultivados em laboratório é idêntica. Ambos os tipos de diamantes são compostos inteiramente de átomos de carbono dispostos em uma treliça de diamante. Isso significa que, no nível molecular, não há distinção entre os dois tipos.
Uma área onde as distinções podem ser feitas está nos elementos ou isótopos encontrados no diamante. Os diamantes naturais geralmente contêm variações isotópicas, como carbono-13 e carbono-14, que são raras em diamantes cultivados em laboratório. Além disso, certos elementos de traço, como o nitrogênio, podem estar presentes em diferentes concentrações em diamantes naturais em comparação com os cultivados em laboratório. Essas diferenças, no entanto, são tipicamente detectáveis apenas por equipamentos especializados e não afetam a aparência, durabilidade ou valor geral do diamante.
Mito Busting: abordando equívocos comuns
Equívoco nº 1: diamantes cultivados em laboratório não são 'real ' diamantes
Este é talvez o equívoco mais comum sobre diamantes cultivados em laboratório. Embora seja verdade que os diamantes cultivados em laboratório sejam criados em um laboratório, e não naturalmente, eles ainda são quimicamente e fisicamente idênticos aos diamantes naturais. O termo 'Real ' pode ser enganoso porque, cientificamente falando, diamantes naturais e cultivados em laboratório são diamantes genuínos.
Equívoco nº 2: diamantes cultivados em laboratório são inferiores em qualidade
Outro equívoco é que os diamantes cultivados em laboratório são de qualidade inferior em comparação com diamantes naturais. Na realidade, podem ser feitos diamantes cultivados em laboratório para ter a mesma clareza, cor e peso de quilate que diamantes naturais e, em alguns casos, eles podem até ter menos inclusões. Além disso, os diamantes cultivados em laboratório podem ser produzidos com um maior grau de consistência, o que permite um melhor controle sobre as características do produto final.
Equívoco nº 3: diamantes cultivados em laboratório são menos valiosos
Embora os diamantes cultivados em laboratório normalmente custem menos do que seus colegas naturais, isso não significa que eles sejam menos valiosos. Os diamantes cultivados em laboratório podem ser tão duráveis, bonitos e duradouros quanto os diamantes naturais. A diferença de preço se deve principalmente ao custo de produção, que é menor para diamantes cultivados em laboratório devido ao processo de formação mais curto.
Conclusão: o futuro dos diamantes
Para concluir, Diamantes soltos de laboratório e diamantes naturais são verdadeiramente 'Chemical Brothers', compartilhando a mesma estrutura molecular e propriedades físicas. A diferença primária está em sua formação - uma que ocorre profundamente na Terra ao longo de milhões de anos, a outra em um ambiente de laboratório controlado em apenas uma fração do tempo.
Ambos os tipos de diamantes oferecem a mesma beleza, durabilidade e brilho, tornando -os igualmente valiosos, dependendo das preferências do consumidor. À medida que a tecnologia por trás dos diamantes cultivados em laboratório continua a avançar, eles, sem dúvida, se tornarão um participante mais proeminente no mercado de pedras preciosas, oferecendo aos consumidores uma alternativa ética e sustentável aos diamantes minados.
