揭秘珠寶界“可持續”環保新風 實驗室里把鉆石
發布時間:2019-10-31 來源:未知 瀏覽次數:102

揭秘珠寶界“可持續”環保新風

“培育鉆石”掀開行業洗牌第一章

實驗室里 把鉆石“種”出來



利用太陽能、風能,增加鉆石培育的可持續性。

 

在實驗室里,碳原子在等離子狀態下能“生長”成培育鉆石。

“鉆石恒久遠,一顆永留存。”這句從上世紀40年代就開始聞名于世的廣告語,幾乎精準表述了“鉆石”在消費者心目中的地位:稀有、昂貴、獨一無二。但近百年過去了,傳統鉆石的定義正在被新科技逐漸打破,而去年入選美國時代周刊年度50佳創作的“可持續鉆石”,或許就是2019年鉆石行業的秩序重新洗牌的第一章。

中國是僅次于美國的鉆石消費貿易大國,而廣州更是鉆石生產、加工和交易的大型集散地。對于這種高科技化的操作,業內專業人士表示,廣州作為我國重要的珠寶首飾市場,對實驗室培育鉆石這種新型材料的首飾應用也較早進行了嘗試。那究竟“可持續鉆石”是什么?對于礦產珠寶業來說,這個技術到底有什么應用的意義?讓我們一一來揭開這些謎。

解碼“可持續鉆石”

去年底,“Sustainable Diamonds”(可持續鉆石,以下簡稱SD)入選美國時代周刊每年的50大年度最佳發明評選,這個珠寶領域唯一入選的產品,再次成為市場的聚焦點。

什么是SD“可持續鉆石”?據悉,它是通過CVD法(簡稱為化學氣相沉積法)與太陽能技術,在等離子反應器里培育出的、與天然鉆石具有相同物理化學性質和晶體結構的“培育鉆石”,根據珠寶業內“合成鉆石”的定義——完全或部分由人工制造的由碳原子組成的等軸晶系晶質體,其物理性質、化學成分和晶體結構與天然鉆石基本相同,SD這個來自美國Diamond Foundry的“培育鉆石”也是合成鉆石的一種。這里的“培育”,指的就是在實驗室環境里,實驗人員通過模擬自然界生成天然鉆石的生長環境,讓一顆鉆石種子“種”在實驗室的環境里慢慢發育長大。天然鉆石由于生長環境的不可控,所以天然鉆石的獲得也是隨機的,但實驗室里“種”出來的“培育鉆石”則擁有相對穩定的屬性。

最新科技讓鉆石

在等離子狀態下“成長”

在過去的十多年中,通過CVD形成的培育鉆石已經歷了一個快速發展的階段,去年5月,珠寶界巨頭戴比爾斯更宣布推出實驗室培育鉆石珠寶品牌Lightbox,主打的同樣是通過CVD法制造的“培育鉆石”。而入選去年最佳發明的SD作為鉆石行業的最新科技,其優勢和神秘之處就是等離子狀態。

“來自麻省理工、斯坦福和普林斯頓等博士技術團隊發現,在實驗室里,在等離子狀態下,鉆石就可能‘種’出來:在高達5537℃等離子反應器中加入碳原子,原子就能一個接一個地附著在一塊薄薄的鉆石晶體上,逐漸‘長大’為SD。”Martin Roscheisen,Diamond Foundry的創始人在接受本報記者獨家采訪時表示,“在舊金山南部的培育場,我們用具有數百個單獨精密設計零件的新型等離子反應器創造出一個能培育鉆石的環境。”

SD的所有反應和生長都要在等離子狀態下進行的,換句話說,只有在這種形態里CVD技術才能進行。Martin解釋說,“這種新的CVD反應室結構過程是不會額外添加催化劑的,所以成品SD的雜質也很少。”他還用了一個生動的形容來表述:SD的優勢在于鉆石“種子”,Diamond Foundry的技術能將這個“種子”的制造能力無限提高,“種子”越大,能“長”出來的鉆石就越大。

據了解,業界還有另外一種常用的合成鉆石的制造法“HPHT”(高溫高壓合成法)。HPHT工藝運用鐵、鎳等部分金屬元素作為催化劑,模擬天然鉆石出產的溫度和壓力環境進行晶體培育。HPHT培育鉆石和CVD培育鉆石晶體形狀不同,但都成為了珠寶首飾應用領域的新軍。

據了解,2015年,IGI香港實驗室鑒定了當時世界上最大的無色HPHT的培育鉆石,該培育鉆石由New Diamond Technology LLC公司合成,重達10.02克拉,采用的是方形祖母綠形切工。據悉這顆鉆石是由一顆創紀錄的32.26克拉培育鉆石原石打磨而成的。2019年,DF公司技術能達到生成最大的SD毛料為45克拉(這也是商用級別可推廣量產的克拉數),一個反應爐的完整生長周期大約是兩到三周。Martin告訴記者,他們其實無法人工判定這個周期下的成品會有多大,因為培育的過程他們是不會干預的,也就是說SD在實驗室被模擬的自然環境下,是保留著天然鉆石的“自由生長”的。

利用太陽能、風能

增加可持續性

一直以來,科學家承諾實驗室里提煉的鉆石同樣光彩奪目,更不會對環境造成危害。而SD更深化了可持續這一理念,從環保屬性出發的。從傳統礦產鉆石的開采與挖掘來看,它對環境是會造成不可逆轉的破壞,且產生的空氣污染物以及對地表破壞都非常嚴重的。根據資料顯示,作為全球唯一獲得零排認證的鉆石公司,Diamond Foundry生成的SD使用的能源是太陽能和風能,又因為鉆石的生成環境本來就對熱度有非常高的要求,所以太陽能和風能能被利用來發電,讓反應器達到鉆石“生長”的溫度。

那同樣是利用高溫原理,SD真的不會產生污染嗎?Martin告訴記者,SD的技術不會在生產過程中生成大量的空氣污染物,由于SD的碳原子來源是甲烷等室溫氣體,而甲烷的碳原子很多而且比較穩定,SD的副產品只有水和氧氣,不會生成空氣污染物。

高品質培育鉆石

為傳統鉆石帶來沖擊

在行業里,一直有著“合成鉆石的質量是否能達到珠寶首飾應用的高質量水平”的爭論。“能” 。廣州鉆石交易中心總經理梁偉章在接受采訪時直接回答。“這種材料的制造技術是從實驗室晶體培育研究發展起來的,珠寶首飾領域通常把‘合成鉆石’稱作‘實驗室培育鉆石’”。他舉了個例子:最近就有媒體報道,荷蘭鉆石技術公司通過實驗室培育技術生產和加工出一顆重量達155克拉的培育鉆石,再經過切磨加工技術,打造了一枚可佩戴的培育鉆石戒指(成品重量為3.865克拉)。

據了解,每一顆在人工培育的實驗室環境下的鉆石,都擁有獨一無二的屬性,比如SD,它們與傳統天然鉆石一樣,是同樣可以被4C標準評判的。Martin告訴記者,Diamond Foundry每一顆85分以上的鉆石都會有相對應的珠寶鑒定工作室出具的證書,明確寫明這顆鉆石的凈度、切工、克拉以及顏色,也會表明這是一顆可持續鉆石。“我們的可持續鉆石適用天然鉆石的任何一個評判標準,而且在目前市場上只有不到1%的鉆石能達到同樣的高質量水平。”

“由于合成鉆石屬于高科技工業化產品,其收藏價值應體現在高科技的應用上,而不是自然界的稀缺性上,然而,這種高科技的應用價值是具有很明顯的時效性的。”梁偉章認為,工業化批量生產出來的培育鉆石,市場更歡迎的是它們的高性價比和豐富表現力,關注更多的是即期的現場體驗,而非長遠的保值、增值。對于一些在一定歷史階段有特殊意義的高科技的培育鉆石產品,其收藏屬性也就更加與其物理材料的價值無關了。

梁偉章指出,隨著高科技的發展,新的鉆石形態出現,這給傳統的天然鉆石行業帶來了一定的沖擊。他告訴記者,廣州雖然不是最早進行合成鉆石的地方,但廣州是我國重要的珠寶首飾市場,對實驗室培育鉆石這種新型材料的首飾應用也是較早地進行了嘗試。目前,這種新材料在珠寶首飾加工和集散地的出現,給市場帶來了很多的新思考、新機會,也有新的挑戰。

今年是行業發展關鍵年

根據資料顯示,目前全球天然鉆石的年產量約為1.5億克拉,當中有很大部分是品質較低的工業用級別。而國際研究機構分析指出,隨著市場對鉆石消費需求的持續上升,由于天然鉆石的稀缺性和開采難度,其供應會在這一兩年出現相對于市場需求的緊缺。反觀培育鉆石的生產技術卻在近年獲得快速發展,目前寶石級培育鉆石的年產量將近達到500萬克拉。業界認為,培育鉆石會成為天然鉆石原有的部分細分市場的有力補充。梁偉章也向記者表示,隨著生產技術的日趨成熟,產能的進一步提升,市場營銷的不斷豐富以及消費市場的持續認知和接受,2019年將是培育鉆石首飾獲得快速發展的一年,也是生產商、渠道商和零售品牌競爭發展的關鍵一年。

而中國目前是世界上第二大鉆石首飾消費貿易大國,廣東則是我國最大的鉆石首飾生產加工、外貿和內銷聚集地。2018年,廣東鉆石首飾進出口貿易量和鉆石加工產值均占全國九成以上,當中大部分集中在以廣州為中心的周邊地區,僅廣州番禺區的珠寶及鉆石首飾進出口就超過500億元人民幣(約合75億美元)。

梁偉章告訴記者,近年火熱的培育鉆石,目前已經引起不少珠寶商的關注,廣州市場也不例外。但他表示,隨著近期各方面信息的認知、普及和國內外市場的快速升溫,預料培育鉆石將作為帶有新概念的新材料在廣州迎來快速的市場發展。

對于應用上的新啟發,梁偉章提出可以從三個角度來思考。從珠寶鑒定師角度出發,可持續鉆石的出現會帶動一些快速的鑒定技術、高科技儀器設備以及市場估價研究等,業界專業人士將更關注在如何準備去分天然與合成等差別,從而讓這兩個品類在各自細分市場上獲得充分發展。而從珠寶設計師的角度看,這大大降低了試錯成本,可以激發設計師對新品類的靈感與演繹,帶來更豐富的產品設計表現。最后,從珠寶消費者角度來看,培育鉆石與天然鉆石具有相同的物理化學性質和完全一樣的寶石光學性質,高科技概念的出產來源也具備豐富的市場營銷內涵,成為新的珠寶類消費時尚。

另外,梁偉章還指出,這里面其實還隱藏了鉆石切磨的加工領域。“培育鉆石與天然鉆石相比有著獨特的晶體形狀、紋理特點以及內外部特征,生產工藝與原材料成本也與天然鉆石相去甚遠,所以這些設計師們也會有更多的表現空間。”

記者觀察

其實,可持續鉆石等高品質的培育鉆石與傳統高昂價格的礦產鉆石,在物理等方面都有著幾乎無差別的相同屬性,但是由于一些公司通過某種手法把雜質較多的天然鉆石中的雜質抽取出來,再往里面填充其他物質,甚至會用輻射照射鉆石,以改變鉆石的顏色,顯得“很人工很假”,這也許就是為什么最初出現在市場上不知名的“處理鉆石”甚至被誤認為是“合成鉆石”,而被直接定錘為“假貨”的原因。

近年,黃金廣告語的主人“戴比爾斯(DE BEERS)”也開始經營合成鉆石首飾了,有業內人士曾認為這多少是一件“打臉”的事情,畢竟當年作為珠寶首飾界的“大佬”,曾強烈反對合成鉆石的出現。也許在不久的將來,年輕一代分分鐘在結婚時會美滋滋地跑去買一枚價優物美的鉆石婚戒,而鑒定證書上也能堂堂正正注明“合成鉆石”或“培育鉆石”的字眼。

記得Martin在接受采訪時強調的,“鉆石的價值是因為人們在上面寄托了愛,它見證過人們的故事,這才是鉆石的價值來源,否則它只是一顆冰冷的石頭。” 對此我深表贊同,如果科技能讓人們的生活幸福感提升的話,那么它的存在才是有價值的。(記者譚偉婷)

 

來源:廣州日報