一顆天然鉆石,需要在地下160公里至480公里深的高溫高壓環(huán)境中,歷經(jīng)至少1億年才能形成。如今,位于圍場經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)的河北天乾地坤科技有限公司(以下簡稱“天乾地坤”),不到一個(gè)月就能“種”出比天然鉆石品質(zhì)更優(yōu)的培育鉆石。
鉆石也能“種”出來?5月27日,記者走進(jìn)天乾地坤,一探究竟。
切片、灼蝕、酸洗,鉆石“育種”車間內(nèi),工作人員正在加工處理一塊塊黑色不透明的金剛石薄片?!般@石是碳元素組成的單晶體,其原石被稱為金剛石。”公司董事長劉端說,經(jīng)過處理,金剛石會(huì)成為透亮的晶種。
劉端拿起兩個(gè)圓形鉬臺(tái),指著臺(tái)面上分布著的大小均勻的方塊介紹:“方塊用于放置晶種,就像一個(gè)個(gè)種坑,它的大小決定鉆石能長多大。”其中,分布著7×7毫米方塊的鉬臺(tái),用于培育1克拉左右的鉆石;分布著10×10毫米方塊的鉬臺(tái),用于培育3克拉左右的鉆石。
目前,我國鉆石培育多采用高溫高壓技術(shù),這一技術(shù)雖具有技術(shù)成熟、產(chǎn)量高等優(yōu)勢,但培育的鉆石最大不過1克拉多。
作為一家從事物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、智能硬件研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè),天乾地坤在自動(dòng)化控制系統(tǒng)開發(fā)、硬件系統(tǒng)集成等方面已深耕多年。
因生長環(huán)境可控,硬度、亮度等指標(biāo)均優(yōu)于大部分天然鉆石,培育鉆石日漸受到消費(fèi)者追捧。廣闊的發(fā)展前景,讓天乾地坤看到巨大商機(jī)。
3年前,該公司與國內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作,投入近3000萬元研發(fā)經(jīng)費(fèi),研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、可培育3克拉以上鉆石的“種植神器”。
公司院內(nèi)一個(gè)集裝箱便是鉆石“種植車間”。進(jìn)入集裝箱,工作人員將放滿晶種的鉬臺(tái)小心翼翼地放入一臺(tái)生長爐。透過生長爐上的觀察孔向內(nèi)看去,一塊塊晶種正在900℃高溫環(huán)境下經(jīng)歷神奇轉(zhuǎn)變。
“我們采用的是微波等離子氣相沉積法,就是通過自主研發(fā)的控制系統(tǒng),不停向爐內(nèi)注入一定比例的氫氣、甲烷等氣體。經(jīng)過加熱,這些氣體中的碳原子會(huì)以每小時(shí)6到10微米的速度一層層地沉積在晶種上,形成均勻的鉆石層?!眲⒍苏f,每200小時(shí)需要將鉬臺(tái)取出,對晶種表面進(jìn)行清洗,再放入生長爐,直到鉆石層厚度達(dá)到要求。
經(jīng)過近一年的試生產(chǎn),集裝箱“種植車間”經(jīng)受住了高溫高寒等惡劣條件考驗(yàn),每臺(tái)設(shè)備每月大約可“種”出鉆石80克拉左右。劉端透露,他們“種”出的鉆石最大的超6克拉。
集裝箱“種植車間”除了安裝快、成本低,還具備就近消納綠電的能力?!凹b箱配備有儲(chǔ)能裝備,可放置在風(fēng)電或光伏發(fā)電場附近,就近把綠電當(dāng)‘水源’?!眲⒍酥钢a(chǎn)車間屋頂上的光伏板說,該公司“種”出的每顆鉆石“喝”的都是綠電。
記者了解到,在天乾地坤,為擴(kuò)大“種植”規(guī)模,一座可容納上百臺(tái)生長設(shè)備的鉆石“農(nóng)場”即將開工建設(shè)。