Miért vannak mesterséges gyémántok, de mesterséges arany nem?

Manapság a mesterséges gyémántok már nem furcsák. Laboratóriumban készülnek, szerkezetük, keménységük és szépségük szinte megegyezik a természetes gyémántokéval, de az áruk sokkal olcsóbb. Ennek köszönhetően a gyémántok ma már nem csak a királyi tagok vagy a nemesek kiváltsága. a szupergazdagok elérhető közelségben. Még az átlagemberek számára sem áll már messze az álom, hogy egy gyémánt ékszert birtokoljanak.

A gyémántok sokkal drágábbak, mint az arany, és mesterséges előállításuknak köszönhetően „népszerűsíthetők”, akkor miért nem állítunk elő mesterséges aranyat, miközben a kereslet erre a nemesfémre mindig is nagyon magas? Ez sok ember kérdése.

Azonban sokakban felmerül a kérdés, hogy miért van tele a piac szintetikus gyémántokkal, de szintetikus arannyal egyáltalán nincs? Ennek az az oka, hogy a szintetikus arany előállítása szinte lehetetlen.

A különbség az arany és a gyémánt mesterséges előállítása között

Az, hogy az emberek mesterséges gyémántokat és nem mesterséges aranyat állítanak elő, a megvalósíthatóságban és a gazdasági hatékonyságban rejlik. Az arany és a gyémántok ritkaságszámban hasonlóak, de előállításuk alapvetően különbözik.

Ennek megértéséhez meg kell érteni a szerkezetüket. Az arany egy elem (az elem azonos típusú atomok összessége, egy tiszta anyag, amely normál kémiai reakciókkal nem bontható egyszerűbb anyagokra), amely Au-atomokból épül fel. Nem sok különböző atomból álló vegyület vagy kristály, hanem egy stabil kémiai elem.

A gyémánt a szén (C) elem kristályos formája. Rendkívül magas hőmérsékleten és nyomáson a szénatomok szorosan egymáshoz kötődnek egy tetraéderes szerkezetben, gyémántkristályokat alkotva (szintén szén, de más körülmények között más szerkezetű molekuláris formát hoz létre, más anyagokat, például szenet alkotva).

Ez azt jelenti, hogy a szintetikus gyémántok előállításához csak geológiai feltételeket (magas nyomás és hőmérséklet) kell teremtenünk a szén gyémántokká való „összenyomásához”, anélkül, hogy szénatomokat kellene előállítani. Eközben a szintetikus arany előállításához kisebb részecskékből kell aranyatomokat létrehoznunk, ami nukleáris szintű beavatkozást igényel.

Röviden, a gyémántok létrehozása az „atomok átrendezése”, míg az arany létrehozása „új atomok létrehozása” – és ez a határ az ipari mérnöki tudományok és a magfizika között.

Az emberek régóta képesek mesterséges gyémántokat előállítani, és ez egy rendkívül gazdaságilag hatékony tevékenység. (Fotó: Etsy)

Miért szinte lehetetlen a szintetikus arany?

A szintetikus gyémántokat az emberek az 1950-es évek óta sikeresen állítják elő, két fő módszerrel:

- HPHT (nagy nyomás, magas hőmérséklet) módszer: A természetes körülményeket szimulálja rendkívül magas hőmérséklet és nyomás létrehozásával, hogy a szenet gyémántokká kristályosítsa.

- CVD (kémiai gőzfázisú leválasztás) módszer: Szént tartalmazó gázt (például metánt) használ a reakciókamrában, és rétegről rétegre szénatomokat rak le a gyémánt hordozóra, új kristályokat képezve.

Manapság a szintetikus gyémántok ugyanolyan minőséget és tisztaságot érhetnek el, mint a természetes gyémántok, vagy akár felül is múlhatják azokat. Különösen az alacsonyabb előállítási költségek és a környezetbarátabb jelleg teszik a szintetikus gyémántokat széles körben elfogadottá az ékszeriparban és az iparban.

Mi a helyzet az arannyal? Valójában az emberek mesterségesen is állítottak elő aranyat, de csak laboratóriumi környezetben, és ez nem olyan egyszerű, mint ahogy sokan gondolják. Aranyatomok létrehozása más atomokból csak az atommag szerkezetének megváltoztatásával, azaz az egyik elem másikká alakításával történhet – ez egy olyan terület, amely az atommagfizikához tartozik, nem pedig a kémiához vagy az anyagtechnológiához.

1980-ban a Nobel-díjas fizikus, Glenn Seaborg sikeresen arannyá változtatta az ólmot azáltal, hogy ólomatomokat bombázott neutronokkal egy részecskegyorsítóban. Ennek eredményeként az ólommagok egy része arannyá alakult – ez az „aranyfinomítás” egy praktikus módja.

Ez a folyamat azonban rendkívül költséges energia-, berendezés- és időigényes. A termelt arany mennyisége rendkívül kicsi, nem elegendő a gyakorlati alkalmazásokhoz. A termelt arany egy része enyhén radioaktív is, így nem biztonságos a mindennapi életben való felhasználásra.

Ezért, még ha lehetséges is lenne aranyat előállítani nukleáris transzmutációval, a költségek milliószor vagy milliárdszor magasabbak lennének, mint a természetes arany bányászatáé, ami gazdaságilag gazdaságtalanná tenné.

Az aranybányászat milliószor, milliárdszor gazdaságosabb, mint a mesterséges arany előállítása. (Fotó: Nature)

A mesterséges arany és a gyémánt előállítása közötti legnagyobb különbség a következő: a mesterséges gyémánt előállítása ipari folyamat, amelyet gépekkel, közönséges nyersanyagokkal (szén) lehet elvégezni; míg a mesterséges arany előállítása nukleáris folyamat, amely az atomkutató központokhoz hasonló technológiát igényel, rendkívül nagy energiát és szuperdrága berendezéseket használva.

Egy jelenlegi mesterséges gyémántgyár naponta több száz gyémántot képes előállítani, de ha valaki részecskegyorsítóval aranyat akarna „előállítani”, 1 gramm arany előállításának költsége milliárdszor magasabb lehet, mint az értéke.

A Földön található arany soha nem fogy el

Egy mélyebb ok, amiért az emberek eddig nem fáradoztak a szintetikus arany előállításával, az az, hogy az arany nagyon tartós. Nem oxidálódik, nem korrodál, és nem fakul ki az idő múlásával – sok más anyaggal ellentétben.

Más szóval, az arany szinte „örökké” megmarad természetes állapotában. Az ókor óta kibányászott arany mennyisége még mindig a gazdasági forgalomban van. A természetben szinte nincs aranyveszteség, így „több termelésre” nincs szükség – kivéve, ha a kereslet valóban meghaladja a kínálatot, ami valószínűleg nem fog megtörténni.

A gyémántok, bár csillognak, mesterségesen előállíthatók – ezért értékük idővel csökken. Az aranyat azonban nem lehet hagyományos technológiával lemásolni. Maga az a tény, hogy az emberek nem képesek aranyat előállítani, tette az érték és a tartósság etalonjává az emberiség történelme során.

Röviden, a szintetikus gyémántok tömegesen előállíthatók, mivel csupán a szén egy speciális formája, míg az arany egy kémiai elem, így előállításához meg kell változtatnunk az anyag magszerkezetét – ami messze meghaladja a jelenlegi ipari képességeket.

Az emberek képesek voltak gyémántoknál keményebb és fémeknél fényesebb anyagokat létrehozni, de az olyan értékes elemek előállítása, mint az arany, a piac ellátására még mindig a nagyon távoli jövő – ha nem lehetetlen – története.

És talán ezért is az arany értéke Csak növekszik és soha nem csökken, mindig az örökkévalóság szimbóluma, nem lehet megkettőzni.

Forrás: https://baolangson.vn/vi-sao-co-kim-cuong-nhan-tao-ma-khong-san-xuat-vang-nhan-tao-5062869.html