Diamanty: Kameny, pro které se zabíjí

Diamant – už jen to slovo září! Tato zvláštní forma krystalického uhlíku je již po tisíciletí vyhledávána pro svou tvrdost, lesk a nádherný třpyt. Přestože jeho hlavní oblastí využití je stále šperkařství, jeho tvrdost je velkým lákadlem i pro inženýry – diamant se prostě hodí všude tam, kde je zapotřebí obrovská tvrdost. Diamant – už jen to slovo září! Tato zvláštní forma krystalického uhlíku je již po tisíciletí vyhledávána pro svou tvrdost, lesk a nádherný třpyt. Přestože jeho hlavní oblastí využití je stále šperkařství, jeho tvrdost je velkým lákadlem i pro inženýry – diamant se prostě hodí všude tam, kde je zapotřebí obrovská tvrdost.

V  čísle 3/2009 vás 21. STOLETÍ seznámilo s umělými dvojníky vzácných výtvorů přírody – těch nejcennějších drahokamů. Nejslavnější a nejoceňovanější z nich, diamant, je však natolik zajímavý, že jsme se rozhodli věnovat mu samostatný článek. Diamanty mají natolik unikátní vlastnosti, že spektrum jejich využití je neuvěřitelně široké. Jejich tvrdost, tepelná vodivost, odolnost vůči většině kyselin i zásad a v neposlední řadě i průhlednost a dokonalý lesk je předurčují k tomu, aby se staly materiálem, pro který řada lidí neváhá vraždit.

Kde se diamanty berou?
 Všichni víme, že diamant není nic jiného než zvláštní podoba jednoho z nejběžnějších prvků – uhlíku. V různých formách, neboli alotropech, se vyskytuje řada prvků – důležité je, jakým způsobem jsou uspořádány atomy v krystalové mřížce. S běžnými alotropy uhlíku se jistě setkali všichni – tuhu nebo saze jistě netřeba představovat. Další se v přírodě vyskytují jen vzácně – fullereny, které tvoří základ uhlíkových nanovláken, lze v malém množství najít v sazích, vzniklých úderem blesku. Jak se ale přihodí, že příroda zrodí diamant? Známé přísloví „tlakem vzniká diamant“ má naprostou pravdu. Aby se objevila jeho charakteristická struktura, jejímž základem jsou krátké vazby mezi atomy, spojené do krychlové krystalové mřížky, musí působit vysoké tlaky a teploty (okolo 7 GPa, tedy asi trojnásobek výkonu dýhovacího lisu a až 1300 ºC). Takhle pekelné podmínky však na zemském povrchu nepanují. Diamanty proto vznikají ve více než stokilometrových hlubinách zemského pláště v horninách, kterým říkáme kimberlity či lamproity. Tyto horniny jsou čas od času vytlačeny na povrch díky sopečné činnosti a odolné diamanty tak cestují společně s nimi.

21. STOLETÍ dodává:
Většina z nás asi netuší, že ačkoliv má diamant pověst nejtvrdšího známého materiálu, ve skutečnosti mu patří až třetí příčka. Laboratorní testy odhalily, že větší odolnost mají ještě dvě další formy čistého uhlíku: fullerit a fullerenová nanovlákna, známá pod zkratkou ACNR (Aggregated Carbon NanoRods).

Není kámen jako kámen 
Další cesta diamantu, tedy cesta z naleziště například v Jihoafrické republice či Botswaně až na šíji některé z milenek bohatého Evropana, rozhodně nepatří mezi nejkratší. Vytěžený kámen musí nejprve ohodnotit znalec, který určí, co se s ním bude dál dít. Takový znalec musí užívat nějakou známou stupnici, na jejíž jednotlivé příčky bude kvality kamene usazovat. Dnes si nejspíše vezme na pomoc nejužívanější z nich – tu, kterou vytvořil Americký gemologický institut (GIA). Jako první bude hodnotit čistotu kamene. Žádný kámen vzniklý v přírodě totiž není stoprocentně čistý – dokonalému průchodu světla brání především drobné bublinky či jiné nečistoty. Čistotu kamene lze ohodnotit jednou z 11 kategorií od dokonalé čistoty (FL) až po takové, v nichž drobné příměsi, neboli vrostlice způsobují, že kámen je takřka neprůhledný (l3). Náš hypotetický znalec musí dále ohodnotit barvu kamene. Barva diamantů se většinou pohybuje od čiré po nahnědlou a nažloutlou. Za takové zahnědnutí je zodpovědný dusík, jehož atomy se jako jedny z mála dokážou vměstnat do vznikajícího diamantu. Naprosto čiré kameny se označují písmenem D, škála pak pokračuje až do písmena Z. Na tomto stupni se nacházejí kameny jasně žluté barvy, jsou taktéž velmi ceněné. Hodně byste zaplatili i za kameny zcela jiných barev, kterým se také říká „fantazie“. Mohou být růžové, červené nebo zelené.

Z kamene vzniká šperk
Poté, co kámen ohodnotí odborník, dostává se do rukou dalšího specialisty – brusiče. Vybroušení kamene pochopitelně ovlivní i jeho výslednou hmotnost, která se měří v tradičních váhových jednotkách, které používají klenotníci – karátech (0,2 g). Surový kámen při broušení skutečně výrazně „zhubne“ – většinou přijde o celou polovinu své původní hmotnosti. Má-li diamant dokonalou barvu (color), je dokonale čistý (clear), má dokonalý brus (cut) a dostatečnou váhu (carat), má po hromadě všechna čtyři C, která rozhodují nejen o jeho kráse, ale především o jeho ceně. Zatímco většinu C zařídí příroda, jedno z nich je však vždy dílem lidských rukou. Dokonale vybrousit kámen nevyžaduje pouze obrovskou trpělivost a zručnost brusičských mistrů, ale také dokonalou matematickou přípravu před samotným započetím broušení. Jednotlivé plošky brusu neboli fazety nejen že musí tvořit dokonalý tvar, ale musí být také dobře vypočítáno, jak se bude chovat světlo v trojrozměrné struktuře kamene. Jedině po takto dokonalé přípravě vznikne kámen, který dokonale září odraženým světlem. I pro kvalitu brusu má GIA svou stupnici – odborník může ohodnotit kámen známkami od jedné do pěti, resp. od Xc (excelent) do P (poor, tedy „nuzný“).

Past na světelné paprsky
 Broušení něčeho tak tvrdého, jako jsou drahé kameny, není legrace. Po dlouhou dobu se proto tyto vzácné nerosty nebrousily vůbec. Nebrousit ale diamant, který má největší index lomu ze všech známých látek, by byl skutečný klenotnický hřích! Technika jejich brusu se vyvíjela v postupných krocích od 14. století. Prvními „brilianty“ byly pouze vyleštěné krystaly, postupně se ale přidávaly další a další fazety. Roku 1919 přišel belgický inženýr Marcel Tolkowski s brusem, který se stal základem pro speciálně vybroušené kameny, tzv. brilianty. Tolkowského brus je vlastně předchůdce brusu briliantového. Má stejný počet fazet, avšak je vyšší a má menší tabulku. Jedná se výchozí tvar briliantového brusu, který byl právě přepočítán, neboť měl vyšší podíl odpadu, popisuje dnešní typ broušení ing. Přemysl Synek z obchodní společnosti D. I. C, která je členem Antverpské diamantové burzy. Mezi další populární typy brusů paří například Princess cut ve tvaru „pyramidy“ nebo Montblanc star.

Jak vyrobit diamant?
 Pokusy vyrobit umělý diamant se datují již od roku 1797, kdy bylo prokázáno, že diamant není nic jiného než zvláštní forma uhlíku. Pokušení je velké – vždyť uhlíku je ve formě tuhy nebo sazí všude dost. Za první úspěšný pokus se považují experimenty francouzského chemika F. F. H. Moissana (nositele Nobelovy ceny za chemii) z devadesátých let 19. století. První diamanty pro komerční využití však začala vyrábět až v polovině padesátých let 20. století americká firma General Electric, dnes ale jejich produkcí vyniká zejména Jižní Korea, Rusko a Čína. Vyrábějí se většinou metodou vysokých tlaků a vysokých teplot (HPHT). Tato metoda je účinná a relativně levná. Diamanty vysoké kvality se vyrábějí ještě např. metodou tzv. epitaxe neboli postupného orientovaného růstu krystalických vrstev. Díky této metodě lze docílit tvaru tenkých destiček. Ve světě šperkařů však umělé diamanty budou sotva kdy hrát významnou roli. Jsou totiž příliš drobné, dají se proto využívat výhradně v průmyslu. O možnostech využívání diamantů se dozvíte více v „Technoboxu“ na str. 99 našeho časopisu.

Kam za diamanty
 Těžba diamantů, která je dodnes vzkvétajícím odvětvím, začala záhy po jejich objevení v 9. stol. př. n. l. v jižní Indii, která hrála v produkci diamantů prim až do poloviny 18. století, kdy byla její naleziště vyčerpána. Žezlo největšího producenta této vzácné suroviny převzal poté Nový svět, zejména dnešní Brazílie. Na konci 19. století byla však objevena bohatá naleziště v Jižní Africe (dnešní JAR a Botswana), která dodávají velká množství surových kamenů v podstatě dodnes a nezdá se, že by je zatím těžba příliš vyčerpala. Konkurencí jsou dnes jihoafrickým diamantům především kameny z jiných afrických zemí, zejména z Demokratické republiky Kongo, Zimbabwe a Angoly. Velká ložiska byla ale objevena i v Austrálii, Kanadě a Rusku. Kdybyste chtěli hledat diamanty u nás, ze zlou byste se potázali. Diamantonosné vyvřeliny u nás totiž nenajdete. Snad jen v Českém středohoří (Podsedice a Třebívlice), kde byly  již v devatenáctém století  nalezeny všechny tři diamanty, známé z našeho území. U jednoho z kamenů jsme si dnes již zcela jistí, že se jednalo o podvrh. U dvou zbylých si gemologové stále váhají.

Co s umělými diamanty?
A k čemu jsou umělé diamanty dobré? Jejich tvrdost lze využít všude tam, kde je třeba ostrých nástrojů – při řezání skla, ale například i u těžebních strojů. Bohaté využití nacházejí také v elektronice, kde se využívá jejich vodivých i polovodivých vlastností a také v nejrůznějších optických zařízeních. Schopnost diamantů odolávat vysokým tlakům se využívá zejména při konstruování umělých látek za extrémních fyzikálních podmínek. A neměli bychom zapomínat ani na původní využití diamantů – i ty umělé jsou užívány ve šperkařství. Tři největší producenti umělých diamantů se však zavázali, že budou své „výrobky“ zřetelně označovat mikroskopickým výrobním číslem.

Rubriky:  Příroda
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Nová metoda odhalí, jak mohou přežívat rostliny v nepříznivých podmínkách

Nová metoda odhalí, jak mohou...

Olomouckým vědcům se podařilo vyvinout metodu, která umožní z malého vzorku kořene...
Jak zachránit ryby v rybnících?

Jak zachránit ryby v rybnících?

Jak lépe předpovídat nedostatek kyslíku v rybnících, který způsobuje...
Na Antarktidě se od ledovce odtrhla obří ledová kra!

Na Antarktidě se od ledovce odtrhla...

Odtrhnutí kry od ledovce Pine Island Glacier na Antarktidě...
Jak předpovídat vymírání ryb v rybníce? Brněnští vědci hledají řešení

Jak předpovídat vymírání ryb v rybníce?...

Letošní vedra negativním způsobem ovlivnila životy ryb ve zdejších...
V tropickém skleníku v Olomouci vykvetl vzácný leknín

V tropickém skleníku v Olomouci...

V tropickém skleníku Výstaviště Flora Olomouc (VFO) se místní mohou těšit...
V Palau zakázali toxické opalovací krémy

V Palau zakázali toxické...

Tichomořská republika Palau je ostrovní zemí, která jako první na světě...
Delfíni byli nuceni zjednodušit vzájemnou komunikaci. Na vině jsou hluční lidé

Delfíni byli nuceni zjednodušit...

Nedávný výzkum Střediska pro environmentální vědu při univerzitě v Marylandu...
Ledovce v Yukonu tají rychleji, než se čekalo. Hrozí nebezpečí?

Ledovce v Yukonu tají rychleji, než...

Ledovce v kanadském teritoriu Yukon tají rychleji, než by se vzhledem ke...
Nejvíce karcinogenních a mutagenních látek vypustila v roce 2017 do životního prostředí neratovická Spolana

Nejvíce karcinogenních a mutagenních...

Neratovická chemička Spolana vede žebříčky největších českých znečišťovatelů po...
Likvidátor bakterií a mikrobů

Likvidátor bakterií a mikrobů

Studie vědců z Oregonské univerzity  přinesla nová zjištění o funkci...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Proč má Čína tolik obyvatel?

Proč má Čína tolik obyvatel?

Kolik obyvatel má město, ve kterém žijete? Asi ne tolik, abyste se tam...
Vtipné video: Selfie tyče vymysleli Češi!

Vtipné video: Selfie tyče...

Seflíčka jsou dnes zřejmě nejčastějším motivem na fotografiích. Dělá si...
Nová a nebezpečná zbraň kyberzločinců: Dejte si pozor!

Nová a nebezpečná zbraň...

S rozvojem počítačových technologií narůstá rovněž kriminalita s touto oblastí...
Krimi z Francie: Špinavé pěsti v rajské zahradě

Krimi z Francie: Špinavé pěsti v...

Není obvyklé, aby pes takhle zuřivě štěkal. „Půjdu se tam podívat,“...
VIDEO: 5 největších hororových klišé

VIDEO: 5 největších hororových...

Taky si kolikrát u hororového snímku říkáte, proč ona hlavní...
Obrazem: Baťův mrakodrap ve Zlíně

Obrazem: Baťův mrakodrap ve Zlíně

Jedním z nejzajímavějších architektonických počinů na našem území je...
Podivný konec šlechtice: Otrávila krvavá Kateřina Vojtěcha z Pernštejna?

Podivný konec šlechtice: Otrávila...

„Odsuzuji vás k hrdelnímu trestu,“ zazní 23. ledna 1534 v Praze z úst předsedy...
O krok dále s levitací: Díky novému přístroji SoundBender

O krok dále s levitací: Díky...

Levitace je pro dnešní vědu metou, která už byla dávno pokořena. A přesto se v...
Podmanivá levandule: Nejen půvabná, ale i léčivá

Podmanivá levandule: Nejen půvabná,...

„Ty jsi má levandulová…“ Není proč se divit, že se tato rostlinka...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.