人造钻石这种“神奇”的合成宝石，是如何被“创造”出来的？

人造钻石前奏曲

人类在5000年前就知道钻石了。这种透明的钻石经过打磨后被称为钻石，被列为世界珍品。与此同时，它让人困扰了很长一段时间，没有人知道它是由什么组成的。

1704年，英国科学家牛顿指出钻石是可燃的；1772年，法国科学家拉瓦锡指出，碳与钻石有一些相似之处；1796年，英国科学家坦南特通过对金刚石燃烧产生的二氧化碳进行定量分析，得出钻石是纯碳的结论，进而得知金刚石是在高温高压条件下产生的；1799年，法国化学家莫尔沃将钻石转化为石墨。

这时，许多人在想：普通石墨不能在高温高压下转变成贵重的钻石吗？谁能通过这个“黄金”通道？

1880年，英国年轻人霍尼（horny）说，轻金属锂被添加到骨油和石蜡的混合物中，然后放入封闭的钢管中加热至白炽度。他声称已经做了80多次实验，其中大部分几乎以气体泄漏和爆炸而告终。在三根未断裂的钢管中发现了坚硬透明的小颗粒。霍尼说这是钻石。那天晚上他报告了他的成功。一开始人们对他的工作评价很高，但由于根据霍尼的实验，没有人能重复他的结果，他变得冷漠、怀疑，甚至被嘲笑。

13年后，法国化学家莫瓦桑（1852~1907）宣布人造钻石的成功，很快就得到了科学界的认可。

莫瓦桑是一位合格的大学教授，在无机化学领域做出了巨大贡献。他找到了大量制备氟的方法，使他能够进一步研究氟的各种性质；后来，他用自己的高温电炉制造了电石和碳化硅。这些成就使他在化学工业中出名。在此基础上，他开始探索人造钻石。起初，他想通过制造氟碳化合物，然后去除氟来获得金刚石。然后，他预计碳会结晶成钻石。这些失败了，但得到了一些石墨残留物。后来，他设想用高温电炉熔化掺有碳的铁，然后突然将其放入冷水中。当铁水表面冷却并急剧收缩时，会产生强大的压力，使包裹在铁水中的碳按照金刚石的结构排列到位，然后用酸溶解铁水，从而获得金刚石的结晶。

这位科学素养很高的著名科学家走上了自己设计的道路。1893年2月6日，他将碳和铁化合物溶解在酸中，得到一种浑浊的物质。在显微镜下，我们可以看到一个微小的闪闪发光的八面体，其中一个长0.7毫米。

莫瓦桑高兴地向新闻界和科学院报告了这一重要成就。由于他最近在氟化学研究和高温电炉的发明方面享有盛名，科学界也相信他，因此他立即引起了轰动，被视为巨大的喜悦。人们真的认为人造钻石已经成功了，而其他正在探索人造钻石的科学家已经放下了他们的工作。

1906年诺贝尔化学奖获得时，有人提议莫泊桑作为候选人，因为他在无机化学领域的成就；另一位提出门捷列夫为获胜者，因为他对化学元素周期定律做出了众所周知的贡献。辩论结束时，瑞典科学院化学系投票表决。10名成员中有5名同意莫瓦桑，4名同意门捷列夫，1名弃权。因此，莫瓦桑获得诺贝尔奖的理由并不充分（除了人造钻石，他的贡献应该得到肯定，但这还不足以获得诺贝尔奖）。门捷列夫因为第二年去世而失去了再次当选的可能性。这是诺贝尔奖历史上的一个遗憾。

需要指出的是，在颁奖仪式上，瑞典科学院的官方演讲只赞扬了莫瓦桑在氟化学、高温电炉的发明和应用方面的贡献，并没有提及人造金刚石的问题，但莫瓦桑在演讲中强调了他引以为豪的工作。

莫瓦桑没有将他的人造钻石投入生产，也没有获得专利，他甚至对这方面的工作都不感兴趣。他的“真正兴趣”是“开拓新的视野”和“在广阔的科学领域做我们想做的任何事情”。因此，尽管他的人造钻石从未重演，但直到1907年去世，他仍然陶醉在胜利的喜悦中。

虽然没有人怀疑莫瓦桑的个性，但人们对人造钻石的实验并不像莫瓦桑本人那样满意。无论是从科学出发，还是从实际利益出发，我们也希望在摩瓦桑的基础上不断进步，尽快将其转化为实用的生产技术。我不知道有多少人按照莫泊桑的设计重复了这个实验，但从来没有人能够重复。科学家必须开始怀疑，从“证实”转向“伪造”。经过专家们的仔细检查，我们发现了莫瓦桑试验的缺陷。最后，我从莫瓦桑的遗孀那里得知，正是莫瓦桑的实验助理对没完没了的重复实验感到非常厌倦，想取悦莫瓦桑，于是他偷偷地把过去实验中留下的一颗钻石颗粒掺进实验材料中，

直到20世纪30年代，化学家们才最终意识到钻石不能在普通实验室中提炼。实现从石墨到金刚石的转变至少需要10000个大气压；如果这个过程不是太慢，它至少需要30000个大气压。在莫瓦桑实验中，通过收缩铁水可获得的最大压力为数千个大气压。这样，人造金刚石的关键是如何获得高压。

1946年，诺贝尔奖颁给了哈佛大学的P.W· 布里奇曼教授。获奖的原因是他“发明了达到极高压力的装置，并在高压物理领域取得了一些重要发现”。在布里奇曼研究成果的基础上，美国通用电气公司的一个研究小组在1600℃高温、95000大气压下，以石墨为原料和催化剂，于1955年在人类历史上首次获得人造金刚石的成功。