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지난해 우리나라는 세계에서 8번째 랩그로운 다이아몬드 생산 국가가 되었어요. 2021년 12월, 서울시립대학교 신소재공학과 송오성 교수와 KDT 다이아몬드가 협력하여 랩그로운 다이아몬드 기술을 개발하는 데 성공했기 때문이죠.

다이아몬드 씨앗의 4주간 성장기

천연 다이아몬드는 지구 맨틀 속 마그마에서 형성됩니다. 다이아몬드는 탄소 원자가 서로 빈틈없이 연결되어 있는 구조인데, 이런 형태가 이루어지기 위해선 1600캜의 고온과 대기압의 5만 배가 넘는 엄청난 고압이 있어야 하기 때문이죠. 마그마 속에서 수십억 년에 달하는 아주 오랜 시간이 지나면 탄소 입자가 서서히 결합되어 다이아몬드 원석이 탄생합니다.

랩그로운 다이아몬드는 20세기 중반에 개발된 ‘고온고압법’으로 처음 만들어졌어요. 고온고압법은 천연 다이아몬드가 생성되는 마그마의 높은 온도와 압력을 모방한 방법이에요. 챔버라고 불리는 거대한 장치 속에 정육면체의 작은 공간인 큐브를 만듭니다. 큐브 속에는 탄소를 공급할 흑연과 마그마를 닮은 뜨거운 액체 금속이 들어 있어요. 흑연에서 나온 탄소는 액체 금속을 타고 내려와 다이아몬드 씨앗에 붙으며 4주에 걸쳐 원석으로 거듭납니다.

고온고압법으로 탄생한 원석은 광택이나 투명도 등 보석용으로 사용하기엔 품질의 한계가 있어요. 그래서 주로 공업용 다이아몬드를 만드는 데 사용되지요. 원석의 품질을 개선하기 위해 1990년대에는  ‘화학기상증착법’이 개발됐습니다.

화학기상증착법은 진공 상태의 챔버에서 플라즈마로 메탄 가스를 분해해 다이아몬드 씨앗에 탄소 원자를 한 층씩 쌓아 성장시키는 방법입니다. 고온고압법과 달리 동시에 100개 정도의 다이아몬드를 키울 수 있어요.

랩그로운 다이아몬드는 기존의 환경 및 윤리 문제를 해결할 뿐만 아니라, 가격까지 천연 다이아몬드에 비해 5분의 1 정도로 저렴해 천연 다이아몬드의 대안으로 떠오르고 있어요. 서울시립대학교 신소재공학과 송오성 교수는 “천연과 랩그로운은 추운 겨울 처마 밑에 언 고드름과 냉동실에서 얼린 얼음처럼 만들어진 방식 이외에는 완전히 동일한 물질”이라고 설명했습니다.