ダイヤモンドって作れるの?

ダイヤモンドは「永遠の絆・純潔・不屈」などという石言葉があり、ダイヤモンドの指輪を婚約指輪として渡したりします。そんな宝石の王様であるダイヤモンドは奇跡的に地上に現れた宝石で、世に出回る数は限られています。そんなダイヤモンドは人の手によって作れるのか?ダイヤモンドの基礎から一緒に見ていこう。

マー君
マー君

ディアボロ先生!ダイヤモンドって綺麗だよね〜!だけど僕のおこづかいじゃ買えないんだよね。自分でダイヤモンドって作れないかな〜?

もしかしたら、ダイヤモンドを作る機械を作る方が高くつくかもしれないね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

そうなの!?っていう事はダイヤモンドって人間の手で作れるものなの!?

そうだよ。そう簡単に作れるものじゃないけどね。じゃあまずはダイヤモンドがどういうものなのかを一緒に見ていこう。

ディアボロ先生
ディアボロ先生

ダイヤモンドは炭素(C)

まずダイヤモンドは炭素(C)で出来ているんだよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

炭素?二酸化炭素みたいにCとOとが引っ付いてるんじゃなくて、Cだけなの?

そうだね。Cだけで出来ているんだけど、Cだけで出来ているのは他には黒鉛なんかもある。黒鉛は鉛筆の芯として使われているよね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生

ダイヤモンドと鉛筆の芯は同じC(炭素)から出来ている

マー君
マー君

ダイヤモンドって一番硬い物質だよね?それが鉛筆の芯と同じもので出来てるなんて信じられないよ。ダイヤモンドは硬くて透明なのに、黒鉛は削れるし黒いし全く別のものだよ?

性質は全く違うけど、同じC(炭素)から出来ているよ。だけど炭素原子の並び方が全く違うので、見た目も性質も全く違うものが出来るんだよ。これを同素体(どうそたい)というよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生

同素体・・・同じ元素からなる単体(化合物ではない)で性質の異なるもの。C(炭素)以外にはS(硫黄)、O(酸素)、P(リン)がある。

マー君
マー君

ちょっとの違いで価値が全然違うものが出来るんだね〜。

他にもダイヤモンドは電気を通さないけど、炭素は電気を通すという違いもあるよ。じゃあ今度はダイヤモンドがどうやって作られるのかを見てみよう。

ディアボロ先生
ディアボロ先生

天然のダイヤモンドはどうやって出来る?

出典:気象庁HP

ダイヤモンドは地表から160km以上深い場所で、高熱と高圧により、炭素分子が四面体構造となり、ダイヤモンドが出来る。そして、火山噴火によって40km/hで押し上げられることによって地表に出てくるんだ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

そんなに深いところなの?地下160km以上だったら上部マントルくらいの深さだね。じゃあダイヤモンドは高温と高圧と炭素があれば作れるってこと?人工ダイヤモンドは作れそうだね!

人工ダイヤモンドの作り方

1955年3月にアメリカのゼネラル・エレクトリック社(現ダイヤモンド・イノベーションズ社)は、1400~1600度、5500気圧という上部マントル内の環境を地上で再現し、ダイヤモンドを作ることに成功した。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

気圧を上げて温度を上げるのか!じゃあ圧力鍋で炭素を熱したらダイヤモンドが出来るかな?

圧力鍋の気圧はだいたい2気圧くらい。5500気圧は自宅で作り出せないよ。鍋も300℃くらいまでなら熱せられるけど、1400℃以上に自宅で熱する事は出来ないだろうね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

桁(けた)が違ったね・・・。大人になってお金を貯めて買うことにするよ。

ダイヤモンドの用途

ダイヤモンドは宝飾品として価値があるだけでなく、その硬さからいろんな用途があるんだよ。例えば歯を削る歯医者のドリルの先にはダイヤモンドの微粒子がついている。歯のエナメル質はとても硬いから、ダイヤモンドがついたドリルを一般的に使うようだよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

歯のエナメル質ってそんなに硬いの?でもそんなに硬いのになんで虫歯になって歯が削れてしまう?

エナメル質はとても硬いけど、酸には弱いんだ。虫歯菌は糖が好物だから、ご飯やお菓子を食べたまま歯を磨かず放置すると、虫歯菌が糖を餌(えさ)にして、酸を出すんだ。だから口の中に食べかすが残らないようにしっかり歯を磨かないとダメなんだよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

なるほど〜!ところで、ダイヤモンドが一番硬い物質だったら、削る機械にはダイヤモンドが使えるね?

そうだね。宝石の研磨(けんま:宝石や刃物をとぎみがくこと)に使われたり、金属材料、磁器、ガラス、半導体といったものを加工する時にもダイヤモンドは使われている。やはりその硬さを活かした、研磨としての用途は多いね。他にはレコード針の先にダイヤモンドが使われている。何千回と使うものなので、耐久性があるダイヤモンドが採用されているようだね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

宝石にだけ使われている訳じゃないんだね〜!

ダイヤモンドの4C(フォーシー)

宝石として価値のあるダイヤモンドだけど、その美しさや価値を決める4Cという4つの基準があるんだ。マー君もダイヤモンドの価値基準を知っていると、大人の時になったら結婚とか仕事で使える知識になるかもしれないよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

4C?カラットは聞いた事があるよ!他にもCがあるの?

4Cとは

Carat(カラット)・・・重さ

Clarity(クラリティ)・・・透明度

Color(カラー)・・・色

Cut(カット)・・・研磨

上の4つのCを総合的に判断してダイヤモンドの価値が決まるんだ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

カラットって重さの事だったんだ!カットの仕方だと思ってた!

どんな大きなダイヤモンドでもカットされていなければただの透明な石でしかないね。最も有名で美しいと言われるカットが「ラウンド・ブリリアントカット」だよ。見てみたら絶対に知っている形だね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

ダイヤモンドと言えばこの形だよね!ラウンド・ブリリアンカットか〜!名前も格好良いね!

1919年にマルセル・トルコフスキーという人がブリリアント・カットのプロポーションが発表したんだ。これが今のブリリアンカットのベースになっているよ。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

カットの仕方で、こんなに輝くってすごいね!大きくて、透明で、カットが綺麗なのが良いんでしょ?色は何色が価値が高いとかあるの?

ダイヤモンドは無色であればあるほど価値が高いよ。黄色を帯びたダイヤは少しずつ価値を落としていく。ただ、ピンク、ブルー、パープル、グリーン、オレンジは珍しい色だから価値が高いと評価されることもある。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

確かに黄色より透明の方が綺麗だと思うな!どうして色に違いが出るの?

C(炭素)の中にN(窒素)が混ざると黄色くなるらしいよ。他には結晶構造の歪(ゆが)みが原因だと言われているね。

ディアボロ先生
ディアボロ先生
マー君
マー君

へ〜!じゃあ僕は無色で大きく透明でラウンドブリリアンカットのダイヤを変えるような大人になるよ!

西 友広
  • 西 友広
  • 趣味:映画鑑賞(ジャンル問わず)
       山登り