Почему существуют искусственные алмазы, но не существует искусственного золота?

Сегодня искусственные бриллианты уже не диковинка. Они создаются в лабораторных условиях, обладают структурой, твёрдостью и красотой, практически идентичными натуральным, но стоят гораздо дешевле. Благодаря этому бриллианты сегодня доступны не только членам королевской семьи или знати, сверхбогатые В пределах досягаемости. Даже для обычных людей мечта о владении бриллиантовым украшением уже не так далека.

Алмазы стоят гораздо дороже золота и могут быть «популяризированы» благодаря искусственному производству, так почему бы нам не производить искусственное золото, пока спрос на этот драгоценный металл всегда очень высок? Этот вопрос задают себе многие.

Однако многие задаются вопросом: почему рынок полон синтетических алмазов, но нет синтетического золота? Причина в том, что производство синтетического золота практически невозможно.

Разница между искусственным производством золота и алмазов

Причина, по которой люди производят искусственные алмазы, а не золото, кроется в их практической возможности и экономической эффективности. Золото и алмазы схожи по редкости, но их производство принципиально различается.

Чтобы понять это, необходимо понять их структуру. Золото — это элемент (элемент — это совокупность атомов одного типа, чистое вещество, которое невозможно разложить на более простые вещества обычными химическими реакциями), состоящий из атомов Au. Это не соединение или кристалл, состоящий из множества различных атомов, а химический элемент, устойчивый в природе.

Алмаз – это кристаллическая форма углерода (C). При экстремально высоких температурах и давлении атомы углерода прочно связаны друг с другом в тетраэдрическую структуру, образуя кристаллы алмаза (тоже углерод, но при других условиях, образует молекулярную форму с иной структурой, образуя другие материалы, например, уголь).

Это означает, что для производства синтетических алмазов нам достаточно создать геологические условия (высокое давление и температуру), чтобы «сжать» углерод в алмазы, без необходимости производить атомы углерода. В то же время, для производства синтетического золота нам необходимо создавать атомы золота из более мелких частиц, что требует вмешательства на ядерном уровне.

Короче говоря, создание алмазов — это «перестановка атомов», тогда как создание золота — это «создание новых атомов» — и это граница между промышленной инженерией и ядерной физикой.

Человечество уже давно умеет производить искусственные алмазы, и это весьма экономически выгодное занятие. (Фото: Etsy)

Почему синтетическое золото практически невозможно?

Синтетические алмазы успешно производятся человеком с 1950-х годов двумя основными методами:

- Метод HPHT (высокое давление, высокая температура): имитирует естественные условия, создавая чрезвычайно высокую температуру и давление, чтобы заставить углерод кристаллизоваться в алмазы.

- Метод CVD (химическое осаждение из паровой фазы): в реакционной камере используется газ, содержащий углерод (например, метан), и атомы углерода слой за слоем осаждаются на алмазной подложке, образуя новые кристаллы.

Сегодня синтетические алмазы могут достигать того же качества и чистоты, что и природные, а то и превосходить их. В частности, более низкая себестоимость производства и более высокая экологичность обеспечивают широкое применение синтетических алмазов в ювелирной и промышленной промышленности.

А как насчёт золота? На самом деле, люди получали золото искусственно, но только в лабораторных условиях, и это не так просто, как многие думают. Создание атомов золота из других атомов возможно только путём изменения структуры ядра, то есть превращения одного элемента в другой – область, относящаяся к ядерной физике, а не к химии или материаловедению.

В 1980 году физик-лауреат Нобелевской премии Гленн Сиборг сумел превратить свинец в золото, бомбардируя атомы свинца нейтронами в ускорителе частиц. В результате часть ядер свинца была преобразована в золото – это был практический способ «аффинажа золота».

Однако этот процесс чрезвычайно затратен с точки зрения энергии, оборудования и времени. Количество получаемого золота крайне мало и недостаточно для практического применения. Часть полученного золота также слаборадиоактивна и небезопасна для использования в повседневной жизни.

Поэтому, даже если бы было возможно производить золото методом ядерной трансмутации, стоимость этого процесса была бы в миллионы или миллиарды раз выше, чем добыча природного золота, что делает этот процесс экономически невыгодным.

Добыча золота в миллионы, миллиарды раз экономичнее производства искусственного золота. (Фото: Nature)

Самое большое различие между искусственным золотом и производством алмазов заключается в следующем: искусственное производство алмазов — это промышленный процесс, который может осуществляться с помощью машин из обычного сырья (углерода); в то время как искусственное производство золота — это ядерный процесс, требующий технологий, подобных тем, что используются в атомных исследовательских центрах, с использованием чрезвычайно высокой энергии и сверхдорогого оборудования.

Современная фабрика по производству искусственных алмазов может производить сотни алмазов в день, но если бы кто-то захотел «произвести» золото с помощью ускорителя частиц, стоимость производства 1 грамма золота могла бы быть в миллиарды раз выше его стоимости.

Золото на Земле никогда не истощается

Более глубокая причина, по которой люди не удосужились создать синтетическое золото, заключается в его высокой прочности. Оно не окисляется, не подвержено коррозии и не выцветает со временем, в отличие от многих других материалов.

Другими словами, золото практически «вечно» в своём естественном состоянии. Золото, добытое с древних времён, всё ещё находится в экономическом обороте. В природе золото практически не теряется, поэтому «добычи» не требуется, если только спрос не превысит предложение, что маловероятно.

Бриллианты, хоть и сверкают, можно получить искусственно, поэтому их стоимость со временем падает. Но золото невозможно воспроизвести с помощью традиционных технологий. Именно тот факт, что люди не способны производить золото, сделал его эталоном ценности и долговечности на протяжении всей истории человечества.

Короче говоря, синтетические алмазы можно производить массово, поскольку они представляют собой всего лишь особую форму углерода, в то время как золото — это химический элемент, поэтому для его создания нам придется изменить ядерную структуру вещества, а это выходит далеко за рамки современных промышленных возможностей.

Человечество смогло создать материалы, которые тверже алмазов и ярче металлов, но производство драгоценных элементов, таких как золото, для поставок на рынок все еще остается делом очень далекого будущего, если вообще возможным.

И, возможно, именно поэтому стоимость золота Он только увеличивается и никогда не уменьшается, он всегда является символом вечности, его невозможно повторить.

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