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揭秘珠寶界“可持續”環保新風 實驗室裏把鑽石“種”出來
2019-03-27 07:47:15 來源: 廣州日報
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  揭秘珠寶界“可持續”環保新風

  “培育鑽石”掀開行業洗牌第一章

  實驗室裏 把鑽石“種”出來

  利用太陽能、風能,增加鑽石培育的可持續性。

  在實驗室裏,碳原子在等離子狀態下能“生長”成培育鑽石。

  “鑽石恒久遠,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“鑽石”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,傳統鑽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“可持續鑽石”,或許就是2019年鑽石行業的秩序重新洗牌的第一章。

  中國是僅次于美國的鑽石消費貿易大國,而廣州更是鑽石生産、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,對實驗室培育鑽石這種新型材料的首飾應用也較早進行了嘗試。那究竟“可持續鑽石”是什麼?對于礦産珠寶業來説,這個技術到底有什麼應用的意義?讓我們一一來揭開這些謎。

  解碼“可持續鑽石”

  去年底,“Sustainable Diamonds”(可持續鑽石,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産品,再次成為市場的聚焦點。

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

  最新科技讓鑽石

  在等離子狀態下“成長”

  在過去的十多年中,通過CVD形成的培育鑽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鑽石珠寶品牌Lightbox,主打的同樣是通過CVD法制造的“培育鑽石”。而入選去年最佳發明的SD作為鑽石行業的最新科技,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,在實驗室裏,在等離子狀態下,鑽石就可能‘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鑽石晶體上,逐漸‘長大’為SD。”Martin Roscheisen,Diamond Foundry的創始人在接受本報記者獨家採訪時表示,“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鑽石的環境。”

  SD的所有反應和生長都要在等離子狀態下進行的,換句話説,只有在這種形態裏CVD技術才能進行。Martin解釋説,“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的優勢在于鑽石“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”出來的鑽石就越大。

  據了解,業界還有另外一種常用的合成鑽石的制造法“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,模擬天然鑽石出産的溫度和壓力環境進行晶體培育。HPHT培育鑽石和CVD培育鑽石晶體形狀不同,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的培育鑽石,該培育鑽石由New Diamond Technology LLC公司合成,重達10.02克拉,採用的是方形祖母綠形切工。據悉這顆鑽石是由一顆創紀錄的32.26克拉培育鑽石原石打磨而成的。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産的克拉數),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幹預的,也就是説SD在實驗室被模擬的自然環境下,是保留著天然鑽石的“自由生長”的。

  利用太陽能、風能

  增加可持續性

  一直以來,科學家承諾實驗室裏提煉的鑽石同樣光彩奪目,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。從傳統礦産鑽石的開採與挖掘來看,它對環境是會造成不可逆轉的破壞,且産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鑽石公司,Diamond Foundry生成的SD使用的能源是太陽能和風能,又因為鑽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,讓反應器達到鑽石“生長”的溫度。

  那同樣是利用高溫原理,SD真的不會産生污染嗎?Martin告訴記者,SD的技術不會在生産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的副産品只有水和氧氣,不會生成空氣污染物。

  高品質培育鑽石

  為傳統鑽石帶來衝擊

  在行業裏,一直有著“合成鑽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” 。廣州鑽石交易中心總經理梁偉章在接受採訪時直接回答。“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‘合成鑽石’稱作‘實驗室培育鑽石’”。他舉了個例子:最近就有媒體報道,荷蘭鑽石技術公司通過實驗室培育技術生産和加工出一顆重量達155克拉的培育鑽石,再經過切磨加工技術,打造了一枚可佩戴的培育鑽石戒指(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鑽石,都擁有獨一無二的屬性,比如SD,它們與傳統天然鑽石一樣,是同樣可以被4C標準評判的。Martin告訴記者,Diamond Foundry每一顆85分以上的鑽石都會有相對應的珠寶鑒定工作室出具的證書,明確寫明這顆鑽石的凈度、切工、克拉以及顏色,也會表明這是一顆可持續鑽石。“我們的可持續鑽石適用天然鑽石的任何一個評判標準,而且在目前市場上只有不到1%的鑽石能達到同樣的高質量水平。”

  “由于合成鑽石屬于高科技工業化産品,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,工業化批量生産出來的培育鑽石,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鑽石産品,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,新的鑽石形態出現,這給傳統的天然鑽石行業帶來了一定的衝擊。他告訴記者,廣州雖然不是最早進行合成鑽石的地方,但廣州是我國重要的珠寶首飾市場,對實驗室培育鑽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,目前全球天然鑽石的年産量約為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,隨著市場對鑽石消費需求的持續上升,由于天然鑽石的稀缺性和開採難度,其供應會在這一兩年出現相對于市場需求的緊缺。反觀培育鑽石的生産技術卻在近年獲得快速發展,目前寶石級培育鑽石的年産量將近達到500萬克拉。業界認為,培育鑽石會成為天然鑽石原有的部分細分市場的有力補充。梁偉章也向記者表示,隨著生産技術的日趨成熟,産能的進一步提升,市場營銷的不斷豐富以及消費市場的持續認知和接受,2019年將是培育鑽石首飾獲得快速發展的一年,也是生産商、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鑽石首飾消費貿易大國,廣東則是我國最大的鑽石首飾生産加工、外貿和內銷聚集地。2018年,廣東鑽石首飾進出口貿易量和鑽石加工産值均佔全國九成以上,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鑽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,近年火熱的培育鑽石,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,預料培育鑽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,可持續鑽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,帶來更豐富的産品設計表現。最後,從珠寶消費者角度來看,培育鑽石與天然鑽石具有相同的物理化學性質和完全一樣的寶石光學性質,高科技概念的出産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,這裏面其實還隱藏了鑽石切磨的加工領域。“培育鑽石與天然鑽石相比有著獨特的晶體形狀、紋理特點以及內外部特徵,生産工藝與原材料成本也與天然鑽石相去甚遠,所以這些設計師們也會有更多的表現空間。”

  記者觀察

  其實,可持續鑽石等高品質的培育鑽石與傳統高昂價格的礦産鑽石,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鑽石中的雜質抽取出來,再往裏面填充其他物質,甚至會用輻射照射鑽石,以改變鑽石的顏色,顯得“很人工很假”,這也許就是為什麼最初出現在市場上不知名的“處理鑽石”甚至被誤認為是“合成鑽石”,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)”也開始經營合成鑽石首飾了,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”,曾強烈反對合成鑽石的出現。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鑽石婚戒,而鑒定證書上也能堂堂正正注明“合成鑽石”或“培育鑽石”的字眼。

  記得Martin在接受採訪時強調的,“鑽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,這才是鑽石的價值來源,否則它只是一顆冰冷的石頭。” 對此我深表讚同,如果科技能讓人們的生活幸福感提升的話,那麼它的存在才是有價值的。(記者譚偉婷)

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【糾錯】 責任編輯: 王佳寧
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