ダイヤモンドに人工的に色を付ける方法とは
不純物を含まない、炭素原子が綺麗な正四面体の結晶構造をもつ天然ダイヤモンドは無色透明です。
ところが結晶の内部に微量の不純物を含んでいたり、結晶を構成する炭素原子に格子欠陥がある場合にはブルーやピンク、グリーンやレッドなどのカラーダイヤモンドになります。
天然に産出されるダイヤモンドの中にはごく稀にピンクやブルーの原石が産出されることがありますが、希少性が高いゆえ非常に高価です。
近年、無色透明な天然ダイヤモンドに処理を施すことによって人工的に色を付けたカラーダイヤモンドのジュエリーが販売されています。
無色透明のダイヤモンドに着色するためによく用いられている方法は、無色透明な天然のダイヤモンドに対して放射線を照射することでダイヤモンドの分子構造を変えて色を生じさせることができます。
放射線照射によって結晶を構成する正四面体結晶を構成する炭素原子間の結合の一部を切断して人工的に格子欠陥を作ることで、天然のカラーダイヤモンドのように色が付くのです。
放射線照射で着色したダイヤモンドに熱処理を加えることで、別の色を発色させることもできます。
無色透明の天然ダイヤモンドを着色する際に原子炉で発生する中性子線が用いられます。
中性子線を照射することで、ダイヤモンド表面に付着した汚れなどが放射化して放射線を発生する場合がありますが、販売される頃には放射線が減衰しているので何の問題もありません。
放射線以外にも、地球内部の高温高圧の状況を作り出す方法があります。
天然ダイヤモンドの多くは褐色で、宝飾品として利用される無色透明の原石はごく僅かです。
褐色のダイヤモンドは高温高圧の地球内部で炭素の塊が黒鉛から正四面体構造のダイヤモンド結晶に変化する際に結晶化が不十分な状態で、“不完全なダイヤモンド”なのです。
中途半端に結晶化した褐色の天然ダイヤモンドを地球内部の環境と同じように高温高圧プロセスすることで、完全な無色透明ダイヤモンドに処理する方法があります。
さらに窒素やホウ素などの微量の不純物を加えて高温高圧プロセス処理を行うことでダイヤモンド結晶に存在する格子欠陥を再配列し、ある特定の色を発色させることもできます。
ちなみに地球内部で100万年〜30億年もかかって生じる結晶構造の変化も、高温高圧プロセスを利用すれば短い時間で処理を行うことができます。
放射線照射や高温高圧プロセスなどの処理は「トリートメント」と呼ばれており、半永久的に色を保つことができます。
人工的に着色されたダイヤモンドは天然のカラーダイヤモンドよりも安価で、手頃な値段で入手することができます。
