Každý z nás se může po smrti proměnit v diamant. Ve Švýcarsku ví jak. Zní to poněkud morbidně, ale šperky vyrobené z popelu příbuzných či blízkých jsou v některých zemích velmi oblíbené.
Pokud si chcete uchovat na své příbuzné vzpomínku právě ve formě diamantu, který bude vyroben z jejich kremačního popelu, stačí kontaktovat specializovanou firmu ve Švýcarsku. Kurýrem odešlete popel a za dva měsíce u Vašich dveří zazvoní kurýr s podobným boxem, jako vidíte dole na obrázku. V něm může být několik malých, nebo naopak jeden velký vybroušený diamant. Němečtí zákazníci prý preferují raději jeden větší šperk, Japonci chtějí menší kameny, aby je mohli rozdat příbuzným. Vzpomínka vás vyjde v případě nejmenšího diamantu na sedmdesát tisíc korun.
Jsem v Churu, v malém městě v severovýchodní části Švýcarska. Přede mnou na stole leží na černém sametu několik diamantů. Už to je samo o sobě zvláštní pocit. Nikdy jsem pohromadě tolik drahých kamenů neviděl. Tyhle jsou navíc zvláštního původu, přesněji řečeno - jsou vyrobeny z kremačního popelu. Nacházím se v sídle firmy Algordanza, jedné ze tří firem na světě, které se zabývají výrobou syntetických diamantů.
Nechat si vyrobit netradiční šperk třeba z chlupů domácího mazlíčka již není problém ani u nás. Firma v ČR působí od roku 2005. Více se dočtete v článku: Už i Češi se mohou zdobit diamanty ze zemřelých. Cena za jeden diamant začíná podle karátů na již zmíněnch sedmdesáti tisíci korunách.
Diamantový byznys se naplno rozjel v roce 2003. V USA začíná v té době působit první firma na trhu v oblasti syntetických diamantů vytvořených z kremačního popelu, chlupů domácích mazlíčků nebo lidských vlasů. O rok později je založena společnost Argondanza.
V současné době zpracovává zhruba 50 - 80 zakázek měsíčně a vyrobí cca 80 - 100 diamantů (tento rozdíl je dán tím, že z jedné zásilky kremačního popela může být vyrobeno i více diamantů). Firma má zastoupení ve třiceti zemích a v současné době je blokována v dalším rozvoji velikostí továrny - proto staví novou linku.
Ve světě působí v současné době dvě další větší společnosti, z nichž jedna se zabývá i zpracováním lidských vlasů nebo kremačního popelu zvířat nebo jejich chlupů. Od října 2008 začíná další firma působit ve Švýcarsku, konkrétně ve Svatém Mořici, která se bude specializovat pouze na vlasy a zvířata. Zdá se, že diamantový byznys prožívá zlaté časy
Základní a v případě této konkrétní společnosti i jedinou výchozí surovinou pro výrobu diamantů je kremační popel. Jiné firmy však k výrobě diamantů využívají dle přání zákazníků i vlasy nebo zvířecí chlupy. Na výrobu jednoho diamantu přitom stačí díky vysokému obsahu uhlíku pouhých deset gramů vlasů. Technologie byla vyvinuta v Rusku v roce 2000.
Nejprve je však potřeba popel do firmy dopravit. Mohou tak učinit sami pozůstalí nebo mohou využít kurýrních služeb. Při přepravě panují poměrně přísná pravidla. Aby bylo například jisté, že zásilka dorazí a nedojde k její ztrátě, posílá se vždy nadvakrát. Firma tak chce předejít ztrátě například při pádu letadla nebo při samotné přepravě apod. V první fázi je zaslána zhruba polovina množství, následně po třech dnech druhá část.
Poté, co je zásilka ve firmě, stanoví odborníci v kremačním popelu obsah uhlíku. Ten se může lišit v závislosti na teplotě kremace. Pohybuje se v rozmezí 0,5 až 20 %. Na výrobu diamantu je tak většinou potřeba nejméně půl kilogramu. Pochopitelně však může být i více. Z hlediska výroby diamantu je nutné, aby množství uhlíku, který se podaří izolovat, bylo větší než 2,5 gramu.
Pokud se analýzou zjistí, že popela je vzhledem k obsahu uhlíku méně, než je potřeba k výrobě diamantu požadované velikosti, pak firma komunikuje se zákazníkem a požádá ho o dodání dalšího popela. V mnoha případech to možné je, protože klient zaslal pouze část. Pokud však více popela není k dispozici, může být vyroben pouze menší diamant.
Pak již následuje samotná výroba diamantu, která má následující fáze:
Vyrobit diamant trvá měsíc
Jednotlivé fáze procesu jsou dobře vidět na následujícím obrázku. Celý postup trvá přibližně měsíc a vzdor moderní době se neobejde bez ruční práce. Například barva diamantů se odvíjí od obsahu nečistot. Při přípravě čirého diamantu je nejkritičtější obsah boru. Čím větší obsah boru, tím bude diamant více zabarven do modra.
Po stanovení obsahu uhlíku následuje tzv. mokrý proces (ve firmě označovaný s nadsázkou příznačně jako vaření). Během něj se postupně odstraňují z popela nečistoty, jakými jsou například zlato nebo stříbro ze zubních výplní. I tyto drahé kovy by diamant znehodnotily. Výsledkem "vaření" (ve skutečnosti se jedná o mnoho různých operací) je získání čistého uhlíku, který je následně zahříváním bez přístupu vzduchu převeden na grafitickou formu. Od grafitu je pak již pouze krůček k diamantu.
Na konci tohoto procesu je získán čistý uhlík. Z jeho grafitické formy je pak připravena patrona, která obsahuje kromě vlastního uhlíku, který bude působením vysokého tlaku a teploty konvertován na diamant, ještě katalyzátor (speciální slitina) a zárodek budoucího diamantu. Vše je uloženo ve speciální keramické šabloně, která musí snést vysoký tlak a teplotu téměř tři tisíce stupňů.
Zárodek poslouží pouze jako jádro, na kterém začne narůstat diamant. Po skončení procesu se jádro "vyloupne", takže zákazník dostane skutečně jen diamant vyrobený z popelu mrtvého a nikoliv směs dvou druhů diamantů. Bez zárodečného jádra by však proces trval delší dobu.
V druhé laboratoři, která je v současné době v jiné lokalitě (Neuchatel), je umístěn vlastní lis. Ten umožňuje dosáhnout požadovaného tlaku až 5,5 GPa při teplotě 2700°C. Aby opravdu vznikl diamant, musí být tyto podmínky udržovány po dobu cca 10 dní. Doba výroby se může lišit podle požadované velikosti diamantu. Nejmenší kámen "naroste" již za tři dny. Příští rok budou již obě laboratoře sestěhovány do Churu.
Nejvíce diamantů putuje do Japonska
Největší zájem je v současné době z Japonska - tvoří zhruba 40 procent zakázek. I když pan Willy uznává, že pro je cena za diamant vysoká (nejmenší diamant o velikosti 0,25 karátů stojí přes 4,5 tisíce švýcarských franků, tj. téměř 70 tisíc korun), zmiňuje mezi zákazníky i Čechy. Zájem je obecně ovlivněn i náboženstvím - pokud daná víra nepřipouští kremaci, pak nelze očekávat zájem těchto věřících o diamanty.
Největší diamanty mají hmotnost okolo 1,5 karátu, nejčastěji poptávaným je 0,4 - 0,5 karátový diamant. Němečtí zákazníci chtějí raději jeden větší diamant, Japonci chtějí tři až čtyři diamanty, každý o váze cca 0,3 karátu (pro manžela / manželku a děti).
Průmyslové diamanty mají podstatně delší historii a mnohem větší uplatnění než "diamanty z popela a chlupů psa". Používané techniky výroby jsou však stejné.
Diamanty byly známy již v Indii před 3000 lety. Jejich cena a jejich výjimečné vlastnosti (zejména tvrdost) lákala vědce k jejich umělé výrobě. I když by se zpočátku mohlo zdát, že takový postup má naději na úspěch asi jako přeměna olova na zlato chemickou cestou, po prozkoumání složení a struktury bylo jasné, že tento postup může být realizovatelný.
Humphry Davy, britský chemik, byl první, kdo se pokusil přeměnit diamant na jinou formu uhlíku. Možná nebyl první, koho to napadlo, ale první, kdo si to mohl dovolit po finanční stránce - spalovat diamanty je přeci jen finančně nákladné experimentování. Ve svých experimentech soustředil na diamant sluneční světlo pomocí čoček a tímto jej zahříval v atmosféře čistého kyslíku. Zkoumáním výsledného produktu (oxid uhličitý) dospěl k závěru, že diamant je chemicky pouze uhlík. Později ukázal, že v inertní atmosféře je možné diamant přeměnit na grafit.
Od těchto pokusů již nebylo daleko k myšlence proces otočit. Přeci jen vyrábět z diamantů náplně do tužek není moc užitečné ani finančně výnosné. Pokusů bylo provedeno mnoho, jeden z prvních provedl Ferdinand Frédéric Henri Moissan v roce 1893, přesto se procesu příliš nevěřilo, zejména z důvodu, že se špatně reprodukoval. V roce 1911 H. G. Welsh publikoval krátkou povídku "The Diamond Maker", kterou Karel Marx okomentoval tak, že pokud se proces podaří zvládnout průmyslově, cena diamantů může klesnout na cenu cihel.
V roce 1926 syntetizoval diamant Williard Hershey z McPherson College, která originál stále vlastní.
Průmyslová výroba v pravém slova smyslu má své počátky až v roce 1941, kdy na základě dohody společností General Electric, Norton a Carborundum dochází k důkladnějšímu studiu procesu. Metoda spočívala v zahřívání diamantů až na teplotu 3000°C při tlaku v řádu gigapascalů. Protože válka změnila priority i ve výzkumu, dochází k odkladu o dalších deset let.
Největším přínosem byl Percy Bridgman, který později obdržel Nobelovu cenu. Techniky výroby diamantů se označují jako HPHT - High Presure High Temperature (vysoký tlak, vysoká teplota) a označují původní metodu vyvinutou společností General Electric. Pro úplnost je třeba dodat, že technika HPHT není jediná pro přípravu syntetických diamantů. V roce 1974 je poprvé v Japonsku teoreticky popsána syntéza pomocí chemického procesu, označovaného jako CVD. Zde se jedná o syntézu při atmosférickém tlaku a teplotě "jen" 800°C. Metoda kondenzace par na vhodném podkladu. V současné době se tímto způsobem podařilo vyrobit i největší syntetický diamant, který má hmotnost 10 karátů - 2 gramy.
| atmosférický tlak | 1 atmosféra (0,101 MPa) |
| šampaňské v lahvi - | až 6 atmosfér (0,6 MPa) |
| stlačený plyn v lahvi | 200-400 atm (20-40 MPa) |
| tlak při syntéze diamantů | až 80 000 atm (8 000 MPa) |
O diamant z důvodu jeho tvrdosti má zájem zejména průmysl obrábění. K tomu se používá jak diamantový prach, který vzniká jako odpad při obrábění přírodních diamantů, tak syntetický.
Váha diamantů se počítá v tzv. karátech, označovaných ct. Jedná se o 0,2 gramu. Pro úplnost je třeba dodat, že zcela jiný význam má karát u zlata. Zde se jedná o počet dvacetičtvrtin obsahu zlata. 18 karátové zlato pak obsahuje 75 procent zlata,24 karátové zlato je pak čisté (ryzí) bez dalších příměsí.
Diamant je nejtvrdší materiál, na Mohsově stupnici tvrdosti má hodnotu 10.
Na první pohled rozezná každý. Grafit je černý, měkký, levný, vodivý - diamant je průzračný, tvrdý (vlastně nejtvrdší), elektricky nevodivý a může být i velmi drahý. Jaké jsou další rozdíly mezi grafitem a diamantem a co mají společného?
Chemické složení je zcela stejné, jedná se o uhlík. Spálením diamantu i uhlíku v kyslíku bychom dostali oxid uhličitý.
Zásadní rozdíl je v jejich struktuře. V grafitu jsou jednotlivé atomy poskládány ve formě vrstev. Tyto vrstvy jsou k sobě spojeny relativně slabou vazbou. Proto se mohou působením vnější síly snadno oddělit a je to i důvod, proč se grafitová tužka tak snadno otírá o papír. Grafit je možné také uměle vyrábět (překvapivě i z něčeho jiného než z diamantů) - nejčastěji z odpadů po zpracování ropy nebo sazí.
Struktura diamantu je zcela odlišná. Jedná se o velmi pevné uspořádání.
Roční těžba diamantů se odhaduje na cca 130 miliónů karátů (tj. 26 tun), v celkové hodnotě 140 miliard korun. Polovina množství je vytěžena v Africe, mezi další významné producenty patří Kanada, Rusko, Brazílie, Indie. Dalších sto tun diamantů se ročně vytvoří synteticky.
Jedním z nedávných příspěvků k výrobě diamantů je jejich syntéza z tzv. fullerénů, což je jiná forma uhlíku. V těchto případech je také nutný vysoký tlak, ale teplota může být laboratorní.