Im Gegensatz zu Gold, was man nicht künstlich herstellen kann, obwohl Alchemisten dies seit Tausenden Jahren versuchen, kann man Diamanten auch künstlich herstellen. Allerdings unterscheiden sich künstlich hergestellte Diamanten in der Lichtbrechung, weshalb sie bisher im Schmuckbereich kaum eingesetzt werden, sondern fast ausschließlich in der Industrie zum Einsatz kommen, z.B. auf Bohrköpfen.
Augsburger Physiker züchtet Diamanten
Führend auf dem Gebiet der Forschung rund um das synthetische Herstellen von Diamanten ist der Augsburger Physiker Matthias Schreck. Ausgangspunkt der künstlichen Diamantenherstellung ist eine Siliziumscheibe, auf der ein Diamant wächst. Man bringt durch Verdampfen eine dünne Schicht Zirkoniumdioxid auf, anschließend eine Schicht Iridium. Wenn die Aufbringung unter den richtigen Umständen geschieht, bildet sich auf der Scheibe eine Einkristall-Struktur, die gleichmäßig in der Anordnung der Atome und Verbindungen ist. Mit Mikrowellen und Gasen lagern sich Wasserstoff und Methan an und es entsteht eine zunächst dünne Diamantschicht, die unter weiterem Mikrowelleneinfluss weiter wächst. Dies ist allerdings ein Vorgang, der gerne auch mehrere Wochen dauert. Mehr als 20 Jahre Forschung hat der Physiker aus Bayern in dieses Projekt gesteckt.
Diamanten auf Bohrköpfen und Skalpellen
Künstliche Diamanten finden z.B. Einsatz auf Bohrköpfen, die extremen Belastungen standhalten müssen, auf Skalpellen und an Fräsköpfen.
Künstliche Diamanten lassen sich maschinell unterscheiden
Die Diamantindustrie hat Systeme geschaffen, die eine Unterscheidung zwischen künstlichen und natürlichen (echten) Diamanten möglich machen: Auch wenn die Kristallstruktur und sonstige physikalische Eigenschaften identisch sein mögen: Die Lichtbrechnung unterscheidet sich immer noch und das lässt sich mittlerweile schon maschinell testen. Da weltweit die meisten Diamanten im Schmuckbereich ihren Absatz finden und dort die Lichtbrechung der entscheidende Faktor für das Funkeln und Glänzen eines geschliffenen Diamanten sind, finden dort nahezu ausschließlich natürliche Diamanten Absatz und werden daher auch höher bewertet.
Künstliche Diamanten verramscht
Künstlich hergestellte Diamanten wurden von einem der größten Diamantenhändler der Welt, in den USA im Jahr 2018 z.B. eher verramscht: Zu Preisen von 200 US$ das Stück. Mehr seien sie allerdings (im Gegensatz zu natürlichen Diamanten) auch nicht wert.
Für in der Natur entstandene Diamanten mit der typischen Lichtbrechung im geschliffenen Brillanten bezahlen Schmuckhändler, Schmuckhersteller und auch Anleger gerne ein Aufgeld ‚für einen richtigen Diamanten‚.
Künstlicher Diamant mit 155 Karat und 9 cm Durchmesser
Dem Augsburger Physiker Schreck ist das ‚Züchten‘ eines künstlichen Diamanten im Gewicht von 155 Karat mit einem Durchmesser von 9cm gelungen, aber im Gegensatz zu natürlichen Diamanten, die steinförmig eher einem Ei oder einer Kugel gleichen und z.B. zu Brillanten geschliffen werden können, besteht der gezüchtete Diamant nur aus einer hauchdünnen Scheibe, die in die Breite, nicht aber in die Höhe geht. Die Dicke der Scheibe beträgt nicht einmal 2 mm. So ganz hat man die Natur also noch nicht besiegt… noch wird die Queen in England für Ihre Kronjuwelen lieber den Cullinan-Diamanten bevorzugen, der ähnlich groß ist.
Natürliche Diamanten entstehen aus Graphit
Natürliche Diamanten entstehen in jahrelanger Einwirkung von hohem und Druck und hohen Temperaturen auf Graphit. Ein Vorgang, den man bislang nicht synthetisch beschleunigen oder auch nur abbilden kann. Man geht davon aus, dass Diamanten im glühenden Erdinnern entstanden sind, in 300 bis 400km Tiefe und Temperaturen bis zu 1400 Grad Celsius und einem enormen Druck. Bei Explosionen, durch die auch Lava an die Erdoberfläche kommt, werden die Diamanten nach oben befördert. Allerdings müssen die Diamanten erst im Muttergestein Kimberlit, einem Vulkangestein kristallisieren. Durch Abkühlung der Schmelze bilden sich Hohlräume, in denen die Kristalle wachsen können. Die Vorgänge, die sonst in 300 bis 400 km Tiefe stattfinden, hat bislang noch kein Wissenschaftler 1:1 kopieren können, daher werden Diamanten aus der Natur wohl auch weiterhin wertvoll bleiben.
Fotos/Bilder: Uni Augsburg / IfP