ทำไมถึงมีเพชรเทียมแต่ไม่มีทองเทียม?

เมื่อมีความต้องการทองคำจำนวนมหาศาลเช่นนี้ เหตุใดเราจึงไม่ผลิตขึ้นเองเพื่อเพิ่มปริมาณอุปทานเหมือนอย่างที่เราทำกับเพชรล่ะ

ปัจจุบันเพชรเทียมไม่ใช่เรื่องแปลกใหม่อีกต่อไป พวกมันถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ มีโครงสร้าง ความแข็ง และความสวยงามแทบจะเหมือนเพชรธรรมชาติ แต่ราคาถูกกว่ามาก ด้วยเหตุนี้ เพชรจึงไม่ได้เป็นเพียงของสำหรับราชวงศ์หรือขุนนางอีกต่อไป คนรวยสุดๆ ใกล้แค่เอื้อม แม้แต่คนธรรมดา ความฝันที่จะได้เป็นเจ้าของเครื่องประดับเพชรสักชิ้นก็ไม่ใช่เรื่องไกลเกินเอื้อมอีกต่อไป

เพชรมีราคาแพงกว่าทองคำมากและสามารถ "เป็นที่นิยม" ได้ด้วยการผลิตแบบเทียม แล้วทำไมเราไม่ผลิตทองคำเทียม ในเมื่อความต้องการโลหะมีค่าชนิดนี้ยังคงสูงมากอยู่เสมอล่ะ? นั่นคือคำถามของใครหลายคน

แต่สิ่งที่ทำให้หลายคนสงสัยคือ ทำไมตลาดถึงเต็มไปด้วยเพชรสังเคราะห์แต่กลับไม่มีทองคำสังเคราะห์เลย เหตุผลก็คือ การผลิตทองคำสังเคราะห์นั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย

ความแตกต่างระหว่างการผลิตทองคำเทียมและเพชร

เหตุผลที่ผู้คนผลิตเพชรเทียมแทนที่จะผลิตทองคำเทียมนั้น ขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้และประสิทธิภาพ ทางเศรษฐกิจ ทองคำและเพชรมีความหายากใกล้เคียงกัน แต่การผลิตมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน

(ภาพ: เดอะอีโคโนมิกไทมส์)

เพื่อทำความเข้าใจเรื่องนี้ คุณจำเป็นต้องเข้าใจโครงสร้างของมันเสียก่อน ทองคำเป็นธาตุ (ธาตุคือกลุ่มของอะตอมที่มีประเภทเดียวกัน เป็นสารบริสุทธิ์ที่ไม่สามารถถูกสลายให้เป็นสารที่ง่ายกว่าได้โดยปฏิกิริยาเคมีปกติ) ประกอบด้วยอะตอมของ Au ทองคำไม่ใช่สารประกอบหรือผลึกของอะตอมที่แตกต่างกันมากมาย แต่เป็นธาตุเคมีที่มีความเสถียรในธรรมชาติ

เพชรเป็นผลึกของธาตุคาร์บอน (C) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก อะตอมของคาร์บอนจะยึดติดกันแน่นเป็นโครงสร้างทรงสี่หน้า ก่อให้เกิดผลึกเพชร (ซึ่งก็คือคาร์บอนเช่นกัน แต่ภายใต้สภาวะที่ต่างกัน จะสร้างรูปแบบโมเลกุลที่มีโครงสร้างต่างกัน ก่อให้เกิดวัสดุอื่นๆ เช่น ถ่านหิน)

นั่นหมายความว่า ในการผลิตเพชรสังเคราะห์ เราเพียงแค่สร้างสภาวะทางธรณีวิทยา (ความดันและอุณหภูมิสูง) เพื่อ "อัด" คาร์บอนให้เป็นเพชร โดยไม่ต้องสร้างอะตอมคาร์บอน ในขณะเดียวกัน ในการผลิตทองคำสังเคราะห์ เราจำเป็นต้องสร้างอะตอมทองคำจากอนุภาคขนาดเล็ก ซึ่งจำเป็นต้องมีการแทรกแซงในระดับนิวเคลียร์

โดยสรุป การสร้างเพชรก็คือการ “จัดเรียงอะตอมใหม่” ในขณะที่การสร้างทองคำก็คือการ “สร้างอะตอมใหม่” และนี่คือขอบเขตระหว่างวิศวกรรมอุตสาหกรรมและฟิสิกส์นิวเคลียร์

มนุษย์สามารถผลิตเพชรเทียมได้มานานแล้ว และถือเป็นกิจกรรมที่มีประสิทธิภาพสูงทางเศรษฐกิจ (ภาพ: Etsy)

ทำไมทองสังเคราะห์จึงแทบจะเป็นไปไม่ได้?

มนุษย์สามารถผลิตเพชรสังเคราะห์ได้สำเร็จตั้งแต่ทศวรรษ 1950 โดยใช้สองวิธีหลัก:

- วิธี HPHT (แรงดันสูง อุณหภูมิสูง): จำลองสภาวะธรรมชาติโดยการสร้างอุณหภูมิและแรงดันสูงอย่างมากเพื่อบังคับให้คาร์บอนตกผลึกเป็นเพชร

- วิธีการ CVD (Chemical Vapor Deposition) ใช้ก๊าซที่มีคาร์บอน (เช่น มีเทน) ในห้องปฏิกิริยาและสะสมอะตอมคาร์บอนเป็นชั้นๆ ลงบนพื้นผิวเพชรเพื่อสร้างผลึกใหม่

ปัจจุบัน เพชรสังเคราะห์สามารถให้คุณภาพและความบริสุทธิ์เทียบเท่าหรือเหนือกว่าเพชรธรรมชาติได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าและคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ทำให้เพชรสังเคราะห์เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอัญมณีและอุตสาหกรรม

แล้วทองคำล่ะ? อันที่จริง มนุษย์ได้ผลิตทองคำขึ้นมาโดยวิธีสังเคราะห์ แต่ทำได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมของห้องปฏิบัติการเท่านั้น และมันไม่ได้ง่ายอย่างที่หลายคนคิด การสร้างอะตอมทองคำจากอะตอมอื่นสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนิวเคลียส นั่นคือการเปลี่ยนธาตุหนึ่งไปเป็นอีกธาตุหนึ่ง ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์นิวเคลียร์ ไม่ใช่เคมีหรือเทคโนโลยีวัสดุ

ในปี พ.ศ. 2523 เกล็นน์ ซีบอร์ก นักฟิสิกส์ผู้ได้รับรางวัลโนเบล ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนตะกั่วให้เป็นทองโดยการระดมยิงอะตอมตะกั่วด้วยนิวตรอนในเครื่องเร่งอนุภาค ส่งผลให้นิวเคลียสของตะกั่วบางส่วนถูกเปลี่ยนเป็นทอง ซึ่งเป็นวิธีการ "กลั่นทองคำ" ในทางปฏิบัติ

อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้มีค่าใช้จ่ายสูงมากทั้งในด้านพลังงาน อุปกรณ์ และเวลา ปริมาณทองคำที่ผลิตได้มีน้อยมาก ไม่เพียงพอต่อการใช้งานจริง ทองคำบางส่วนที่ผลิตได้ยังมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย จึงไม่ปลอดภัยต่อการใช้งานในชีวิตประจำวัน

ดังนั้น แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะผลิตทองคำโดยการเปลี่ยนแปลงแร่นิวเคลียร์ ต้นทุนก็จะสูงกว่าการขุดทองคำธรรมชาติหลายล้านหรือหลายพันล้านเท่า ทำให้ไม่คุ้มทุน

การทำเหมืองทองคำนั้นคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากกว่าการผลิตทองคำเทียมเป็นล้านๆ เท่า (ภาพ: Nature)

ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างการผลิตทองคำเทียมและเพชรคือ: การผลิตเพชรเทียมเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรม ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องจักรที่มีวัตถุดิบทั่วไป (คาร์บอน) ในขณะที่การผลิตทองคำเทียมเป็นกระบวนการทางนิวเคลียร์ ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกับศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ ที่ใช้พลังงานสูงมากและอุปกรณ์ราคาแพงมาก

ในปัจจุบันโรงงานผลิตเพชรเทียมสามารถผลิตเพชรได้หลายร้อยเม็ดต่อวัน แต่หากต้องการ "ผลิต" ทองคำโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาค ต้นทุนในการผลิตทองคำ 1 กรัมอาจสูงกว่ามูลค่าของมันหลายพันล้านเท่า

ทองคำบนโลกไม่มีวันหมด

เหตุผลสำคัญอีกประการหนึ่งที่ผู้คนยังไม่สนใจที่จะสร้างทองคำสังเคราะห์ก็คือ ทองคำมีความทนทานสูง ไม่เกิดออกซิเดชัน ไม่กัดกร่อน และไม่ซีดจางตามกาลเวลา ซึ่งแตกต่างจากวัสดุอื่นๆ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทองคำแทบจะคงอยู่ในสภาพธรรมชาติ “ตลอดไป” ปริมาณทองคำที่ขุดได้ตั้งแต่สมัยโบราณยังคงอยู่ในระบบเศรษฐกิจ แทบไม่มีการสูญเสียทองคำในธรรมชาติ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมี “การผลิตเพิ่มขึ้น” เว้นแต่อุปสงค์จะสูงกว่าอุปทาน ซึ่งไม่น่าจะเกิดขึ้น

แม้เพชรจะเปล่งประกายระยิบระยับ แต่ก็สามารถผลิตขึ้นได้เองตามธรรมชาติ ส่งผลให้มูลค่าของเพชรลดลงตามกาลเวลา แต่เทคโนโลยีแบบเดิมไม่สามารถเลียนแบบทองคำได้ ความจริงที่ว่ามนุษย์ไม่สามารถผลิตทองคำได้ ทำให้ทองคำกลายเป็นมาตรฐานด้านมูลค่าและความทนทานตลอดประวัติศาสตร์มนุษยชาติ

กล่าวโดยสรุป เพชรสังเคราะห์สามารถผลิตได้จำนวนมาก เนื่องจากเป็นเพียงคาร์บอนรูปแบบพิเศษ ในขณะที่ทองคำเป็นธาตุทางเคมี ดังนั้น เพื่อจะสร้างมันขึ้นมา เราจะต้องเปลี่ยนโครงสร้างนิวเคลียสของสสาร ซึ่งเป็นสิ่งที่เกินขีดความสามารถทางอุตสาหกรรมในปัจจุบันไปมาก

มนุษย์สามารถสร้างวัสดุที่แข็งกว่าเพชรและสว่างกว่าโลหะได้ แต่การผลิตธาตุอันมีค่าเช่นทองคำเพื่อป้อนตลาดยังคงเป็นเรื่องราวในอนาคตอันไกลโพ้น หรืออาจเรียกได้ว่าเป็นไปไม่ได้เลย

และบางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไม มูลค่าของทองคำ มันเพียงแต่เพิ่มขึ้นเท่านั้น ไม่เคยลดลง มันเป็นสัญลักษณ์ของความเป็นนิรันดร์ ไม่สามารถทำซ้ำได้

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