Synthetische bzw. im Labor-gezüchtete Diamanten werden immer beliebter. Erfahrt hier mehr darüber, wie sich die Herstellung in den letzten Jahrzehnten weiterentwickelt hat und aus welchen Gründen Diamanten aus dem Labor eine gute Alternative zu minenabgebauten Diamanten sind.
Geschichte der synthetischen Herstellung von Diamanten
1953 gelang es erstmals dem Physiker Erik Lundblad einen Diamanten synthetisch herzustellen. Mit Hilfe des Hochdruck-Hochtemperatur–Verfahrens ist es seit 1955 möglich Diamanten künstlich herzustellen. Der Grundstoff Graphit wird unter Zugabe eines Katalysators zur Beschleunigung mit Hilfe einer hydraulischen Presse unter derart hohem Druck zusammengepresst (60.000 bar), dass sich Graphit durch Druck und Hitze in Diamant umwandelt. Trotz der Zugabe von Katalysatoren dauert der Prozess der Umwandlung noch einige Wochen.
Außerdem lassen sich Diamanten noch mit der Detonationssynthese oder der Schockwellensynthese erzeugen. Beide Verfahren arbeiten mit Sprengstoffen, um den benötigten Druck und die notwendige Hitze für den Umwandlungsprozess zu erzeugen. Da beide Verfahren sehr zeitintensiv sind, begannen Forscher nach Alternativen zu suchen.
Die Weiterentwicklung der Gasphasenabscheidung
Bei dem entwickelten Verfahren wurde die Abscheidung von polykristallinen Diamantschichten durch die Mikrowellen-Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung optimiert. Bei der Gasphasenabscheidung werden zwei Gase vermischt, in diesem Fall Wasserstoff und Methan, und zu einer chemischen Reaktion angeregt, hier über elektromagnetische Wellen. Heraus kommt Kohlenstoff, der auf sich auf einer Oberfläche niederschlägt und Schicht für Schicht zu einem Diamanten aufgebaut wird. Zur Herstellung des neuen Reaktors haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF) 15 Jahre lang gearbeitet.
Die Innovation
Nun gibt es ein neues Verfahren, welches die Herstellung von im Labor gezüchteten Diamanten revolutioniert. Die auf diese Art „gewachsenen“ Diamanten bestehen wie natürliche Diamanten aus 100% Kohlenstoff und besitzen – wie natürlich gewachsene Diamanten – ebenfalls eine Härte von 10 auf Moh´s Skala. Mit dem bloßen Auge lässt sich absolut kein Unterschied zwischen einem natürlichen und einem synthetischen Diamanten feststellen, welcher mit dem Verfahren hergestellt wird. Positiver Aspekt der synthetischen Diamanten ist, dass sie umweltfreundlicher und ökologischer sind, da der Abbau entfällt, welcher verschiedenste Ressourcen stark beanspruchen kann.