Из чего всё сделано? Рассказы о веществе
Шрифт:
Но как можно огранить и отполировать алмаз, если он — самое твёрдое вещество на Земле? Для этого мастера-гранильщики используют инструменты и полировальные пасты, сделанные всё из тех же алмазов, только более мелких. Процесс этот трудный и долгий, огранка крупного алмаза может занимать годы. Но красота бриллианта стоит таких усилий
Классическая
Мода на бриллианты была всегда. Русская императрица Екатерина Вторая любила играть в карты на бриллианты и приговаривать: «Как весело играть в бриллианты, это похоже на «Тысячу и одну ночь...» Дамы при её дворе увешивали себя бриллиантовыми украшениями с головы до ног, чем изумляли, если не пугали иностранцев. Больше всего их удивляло, что дамы носят бриллианты не только вечером, но и утром, и днём, в обыденной жизни, хотя бриллиант — это вечерний камень. Именно при вечернем освещении он начинает играть светом так, как это может только бриллиант.
Однако крупные алмазы и бриллианты, невероятно дорогие и ценные, были не столько украшением, сколько символом власти, причиной исторических преступлений и предметом, с помощью которого улаживали международные конфликты. В 1829 году в Тегеране, столице Персии, убили русского дипломата и поэта Александра Сергеевича Грибоедова. Персидские властители, напуганные гневом русского царя Николая Первого, постарались загладить вину своеобразным способом — прислали в дар царю бриллиант «Шах», один из самых крупных бриллиантов весом почти 90 карат, или 18 граммов. Теперь он хранится в Алмазном фонде в Москве, и вы можете его увидеть.
У каждого крупного бриллианта есть собственное имя, и у каждого из них, будь то «Кохинор», «Орлов», «Куллинан» и другие, своя захватывающая, а порой драматическая история.
Я чувствую, что у вас на языке вертится вопрос: а есть ли месторождения алмазов в нашей стране? В России такие месторождения открыли совсем недавно, в 1954 году, хотя вам наверняка это представляется глубокой древностью, едва ли не каменным веком. Честь их открытия принадлежит ленинградскому геологу Ларисе Попугаевой. Летом того далёкого года она работала в глухой якутской тайге в составе экспедиции, которая искала алмазы, и нашла кимберлитовую трубку, названную «Зарницей». А затем, всего за сорок лет геологических исследований, в Якутии обнаружили более 800 кимберлитовых трубок! И сегодня Россия — в первой тройке лидеров по добыче алмазов в мире.
Вы расстроены, что Якутия очень далеко и там очень холодно зимой, как нигде на Земле. Что ж, крупные месторождения алмазов открыты и в европейской части России — в Пермском крае и в Архангельской области.
Только не думайте, что все добытые алмазы идут на изготовление бриллиантов. Список профессий алмаза, этого самого прочного из всех минералов, что рождает Земля, невероятно большой. Мельчайшие алмазы наносят на свёрла и резцы, с помощью которых обрабатывают детали из очень твёрдых сплавов. Алмазные буры незаменимы при бурении самых твёрдых горных пород — они и служат дольше, и скорость бурения повышают в два-три раза. Алмазные детали, которые почти не снашиваются, работают в часовых механизмах и во многих других приборах, установленных на самолетах и кораблях.
В общем, ни дня, ни часу не обойтись без алмазов — ни в горном деле, ни в приборостроении, ни в микроэлектронике, ни в оптике, ни в медицине. А всё потому, что хорош этот камень
Конечно, на все эти нужды идут очень мелкие и грязные, технические алмазы. Как вы думаете, а сколько их нужно человечеству? Очень много. Вот почему идея научиться самим выращивать алмазы не давала покоя учёным. Если природа умеет превращать в своих недрах обычный графит в алмаз, то неужели мы, люди, не сможем сделать того же?!
Но повторить природу невероятно трудно. Ведь для того чтобы атомы углерода в слоистой структуре графита перестроились в очень компактную 3D-решетку алмаза, нужно давить на каждый квадратный сантиметр поверхности графита силой около сотни тонн. А чтобы в таких чудовищных тисках «растрясти» решётку графита и заставить атомы углерода покинуть свои места, нужны температуры в тысячи градусов.
Надо отдать должное учёным — они справились с этой задачей. В 1954 году американская фирма «Дженерал электрик» сообщила, что её сотрудники получили алмазы искусственным путем при давлении 100 000 атмосфер и температуре 2600°С, то есть имитируя природные условия. Алмазы были мелкие, менее одного миллиметра (то есть весом менее 0,01 карат), и чёрные, но вполне пригодные для технических нужд. Технология была строго засекречена. Однако было уже ясно, что джин вырвался из бутылки. Через семь лет в России, в Институте физики высоких давлений, в лаборатории академика Леонида Федоровича Верещагина синтезировали первые русские алмазы.
Сегодня искусственные алмазы получают самыми разными способами. Например, сильно сдавливают и одновременно разогревают графит в специальных реакторах. Или воздействуют на графит взрывом, в момент которого давление и температура невероятно высоки. Или заставляют пары углерода кристаллизоваться на плоской поверхности в виде микроскопических кристалликов алмаза. Их твёрдость — важнейшая для технических применений характеристика — не уступает, а порой и превосходит твёрдость природных алмазов. Есть даже технологии, позволяющие делать чистые, прозрачные кристаллы, но они, естественно, обходятся намного дороже.
И хотя сегодня мы умеем делать алмазы, споры о том, как же они образуются в природе, продолжаются. Чтобы понять это, геохимики и минералоги исследуют метеориты, периодически прилетающие к нам из космоса. Оказывается, в своих каменных телах они содержат крупинки алмазов. Значит, механизм их образования работает не только в недрах земли, но и в недрах Вселенной. Возможно, вам предстоит поставить точку в этом споре, если вы посвятите себя химии или минералогии. А я расскажу вам историю про одного из таких пришельцев с алмазами.
Искусственные алмазы есть в каждом доме, или почти в каждом — например, алмазная пилка для ногтей. Если вы рассмотрите её под лупой, то вам удастся разглядеть отдельные кристаллы, как это показано на фотографии. Прекрасный абразивный инструмент!
Почти 130 лет назад, в сентябре 1886 года, возле деревни Новый Урей Пензенской губернии упал метеорит. Ну и шуму он наделал! Вот как рассказывает об этом учитель П.И. Барышников, выпускник Лесного института (Санкт-Петербург), который оказался в этих краях. Он не только описал сами события, но и прислал осколки метеорита в Санкт-Петербург для изучения.