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우주엔 다이아몬드가 많다니…. 언젠가 우주의 다이아몬드로 보석을 만드는 날이 오겠지? 그런데 다이아몬드는 보석 말고 다른 용도로 더 많이 쓴다며? 심지어 실험실과 공장에서 만들기도 한다던데….
무엇이든 자른다!
다이아몬드는 자연계에 존재하는 광물 중에서 가장 단단해요. 1812년 독일의 지질학자 모스는 주변에서 흔히 볼 수 있는 광물을 서로 긁어 보며 상대적인 굳기를 비교해 1부터 10까지 나타냈어요. 이 중 다이아몬드는 굳기 10으로, 다이아몬드에 흠집을 낼 수 있는 건 같은 다이아몬드밖에 없답니다.
그래서 채굴된 다이아몬드의 80%는 보석보다 공업용으로 사용돼요. 단단한 성질을 이용해 암석이나 콘크리트 등 여러 물질을 자르는 데 쓰지요. 보석으로 쓰일 만큼 질이 좋은 다이아몬드보다는 크기가 작거나 불순물이 많은 다이아몬드가 훨씬 많거든요.
수요가 많아지자 미국 제너럴일렉트릭(GE)의 화학자인 트레이시 홀은 1953년 다이아몬드를 인공적으로 합성하는 기술을 개발했어요. 인공 다이아몬드는 천연 다이아몬드처럼 단단하고, 값도 싸기 때문에 현재 공업용 다이아몬드의 대부분을 차지하고 있지요.
현재 인공 다이아몬드는 반도체 소재, 스마트폰 제작, 깊은 바닷속 퇴적층을 시추하는 기계, 태양광 판, 자동차와 비행기 부품, 기계 부품, 건설 소재 등 거의 모든 공업 분야에서 물질을 자를 때 사용되고 있답니다.
인공 다이아몬드, 이제 보석으로도 쓴다!
올해 5월, 세계 최대 다이아몬드 생산 기업인 영국의 ‘드 비어스’는 9월부터 인공 다이아몬드로 만든 새로운 보석을 판매하겠다고 발표했어요. 인공 다이아몬드를 공업용이 아닌 보석으로 대량 생산하는 것은 처음이에요. 현재 다이아몬드 1캐럿의 가격은 최대 800만 원 정도인데, 인공 다이아몬드로 만든 보석은 10분의 1 가격인 85만 원 정도라고 해요.
그렇다면 보석으로 사용될 다이아몬드는 어떻게 만들까요? 우선 작은 다이아몬드 결정을 진공 상태의 합성 용기에 넣어요. 이 결정은 큰 다이아몬드를 만들기 위한 ‘씨앗’ 역할을 해요. 용기 내부는 불순물을 100% 제거한 상태지요. 여기에 메탄과 수소 기체를 주입한 뒤, 온도를 3000℃까지 올려 플라스마 상태로 만들어요. 그러면 메탄이 순식간에 분해되면서 탄소 원자가 다이아몬드 결정에 결합해 커다란 다이아몬드로 자라지요.
지난 5월 영국 카디프대학교의 올리버 윌리엄스 교수는 이 방법을 사용해 시간당 0.006mm의 속도로 다이아몬드가 만들어지는 것을 확인했어요. 윌리엄스 교수는 “같은 과정을 반복하면 일주일 만에 보석으로 쓸 수 있는 1캐럿짜리 다이아몬드를 만들 수 있다”고 말했답니다.
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