Uusi tekniikka tuo timanttien loiston yhä useamman ulottuville ja pitää väärentäjät kurissa.
Timanttitutkimus järisyttää myös elektroniikkaa. Joukko fyysikkoja uskoo, että kun kvanttitietokone joskus rakennetaan, se tehdään timanteista.


Timanttitutkimus järisyttää myös elektroniikkaa. Joukko fyysikkoja uskoo, että kun kvanttitietokone joskus rakennetaan, se  tehdään timanteista.


Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2008

Kun Antoine Lavoisier 1792 osoitti, että timantti ja grafiitti ovat molemmat hiiltä, tiede alkoi vaikuttaa timanttiteollisuuteen.

Aluksi ponnisteltiin synteettisen timantin valmistamiseksi. Sukupolvien ajan grafiittia yritettiin muuntaa timantiksi.

Kilpailun voitti yhdysvaltalainen kemisti Howard Tracy Hall 1954. Hän paistoi grafiittia General Electricin laboratoriossa 95 000 ilmakehän paineessa ja 1 650 asteen kuumuudessa ja sai syntymään pieniä timantteja.

Tekotimantit osoittautuivat hyviksi teollisuuskäytössä, mutta jäivät kauneudessa kakkoseksi. Vasta nyt synteettiset timantit ovat tulossa korumaailmaan.


Luonnontimantteja kaunistellaan

Muutamat yritykset, kuten yhdysvaltalainen Gemesis, tuottavat korutimantteja korkean¬ lämpötilan ja paineen tekniikalla. Toinen amerikkalaisyritys, Apollo Diamond, kasvattaa timantteja kerrostamalla hiiliatomeja toistensa päälle.

Tunnetut valmistajat myyvät tekotimantteja tekotimantteina, mutta kun eroja luonnontimanttiin on vaikea havaita, markkinoille tulee myös väärennöksiä. Toistaiseksi ongelma on pieni. Timanttikauppaa rasittavat paljon alkeellisemmat huijaukset.

- Kuluttajaa eivät tätä nykyä uhkaa niinkään synteettiset timantit, vaan käsitellyt luonnontimantit, sanoo Suomen Gemmologisen Seuran puheenjohtaja, diplomigemmologi F.G.A. Kimmo Aura.

Huonon luonnontimantin väriä voi parantaa esimerkiksi paine- ja lämpökäsittelyllä tai säteilyttämällä.

- Värillisiä timantteja voi yleensä pitää käsiteltyinä, Aura sanoo. - Värillinen luonnontimantti on harvinainen, ja hyvän sellaisen karaattihinnat voivat nousta miljoonan dollarin luokkaan.

Eli jos joku kauppaa muutamalla satasella väritimantteja, älä osta.


Aidossa on aidot virheet

Jalokivilaboratorio pystyy paljastamaan nykyiset jäljitelmät helposti, mittaamalla kivien lämmönjohtavuutta ja analysoimalla niiden spektriä. Synteettistenkin timanttien tunnistamiseen on jo tekniikka olemassa.

Joachim Lindblom, joka nykyään toimii jalokivialan konsulttina, väitteli muutama vuosi sitten Turun yliopistossa tohtoriksi timantin, kvartsin ja korundin luminesenssitutkimuksilla. Hän sovelsi samaa menetelmää synteettisten ja aitojen timanttimateriaalien erottamiseen.

Timantti, jota pommitetaan esimerkiksi lasersäteellä, imee energiaa. Osa energiasta virittää elektroneja, jotka palatessaan perustilaansa säteilevät  fotoneja. Ilmiötä kutsutaan luminesenssiksi.

Luminesenssisäteilyn energiaan ja kestoon vaikuttavat timantin kidehilan ominaisuudet. Etenkin luminesenssin kesto, jota Lindblom mittasi nanosekunneista sekunteihin, antaa tarkkaa tietoa timantin kiderakenteen virheistä. Niitä luonnontimantissa on aina, se kun on hitaasti kiteytyen syntynyt luonnontuote.

Tekotimanttien valmistajat seuraavat tutkimusta ja pyrkivät kopioimaan  luontoa muun muassa lämpötilaa korottamalla, mutta toistaiseksi ilman menestystä.

- Näyttää siltä, että miljoonien vuosien aikana vallinneita oloja ja hitaasti syntyneitä rakenteita ei niin vain pystytä jäljittelemään, tohtori Lindblom toteaa.


Timanttiin syntyi kubitti

Timanttitutkimus auttaa paljastamaan väärennöksiä, mutta paljon merkittävämpi sovellus tulee olemaan timanttipohjainen elektroniikka. Timantti on esimerkiksi kvanttitietokoneen yksi mahdollinen materiaali.

Timantin ominaisuuksia voidaan puolijohdetekniikasta tuttuun tapaan muuttaa lisäämällä perusmateriaaliin vähäisiä epäpuhtauksia. Kun timanttiin esimerkiksi lisätään typpiatomeja ja poistetaan samalla hiiliatomeja, saadaan aikaan nv-keskuksia, typpiatomien (nitrogen) ja tyhjien kolojen (niin sanottujen vakanssien, vacancy) yhdistelmiä. Professori David D. Awschalomin tutkijaryhmä Santa Barbaran yliopistosta Kaliforniasta on saanut syntymään nv-keskuksissa vastakkaisten - ykköstä ja nollaa vastaavien - tilojen yhdistelmiä, kvanttibittejä eli kubitteja, joilla kvanttitietokone toimii.

Professori Mikhail Lukinin ryhmä Harvardin yliopistossa on tehnyt kubitteja toisen epäpuhtauden, hiili-13-isotoopin avulla. Hewlett-Packardin laboratorio taas kertoo luoneensa kubitteja timanteissa näkyvällä laservalolla.

Aivan vielä ei voi etsiä joululahjaksi timanttisormusta kvanttitietokoneen kera, mutta tulevaisuudessa syntynee jännittäviä timanttien ja elektroniikan yhdistelmiä.


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Lisätietoa timanteista:
Suomen Gemmologinen Seura: www.gemmoseura.net/
timantit.com- palvelu: www.timantit.com/


Käsitteitä

- Timantti - yksinomaan hiiltä sisältävä jalokivi.

- Gemmologia - jalokivioppi.

- Gemmologi - jalokiviasiantuntija.

- F.G.A eli Fellow of Gemmological Association - Britannian gemmologisen seuran myöntämä koulutetun jalokivi-asiantuntijan oppiarvo.

- D.G.A eli Diamond Member of The Gemmological Association - erityisen timanttikoulutuksen saanut gemmologi.

- Karaatti - jalokiviä punnittaessa käytettävä painoyksikkö, 1 karaatti = 0,2 grammaa.

- HPHT-timantti (sanoista high pressure, high temperature) - korkeassa paineessa ja lämpötilassa valmistettu synteettinen jalokivi.

- CVD eli chemical vapor deposition - kemiallinen kaasupinnoitus, menetelmä, jolla muun muassa kasvatetaan tekotimantteja.


Parempi sijoittaa koruihin


Taloudellisesti epävarmoina aikoina tulee ehkä mieleen ajatus sijoittaa timantteihin.

- Periaatteessa voi sijoittaa, mutta mieluimmin vain kymmenien- tai satojentuhansien eurojen arvoisiin kiviin, joilla on kysyntää kansainvälisillä markkinoilla, neuvoo gemmologi Kimmo Aura.

Käytännössä timanttia on kuitenkin vaikea myydä kannattavasti. Jalokivillä ei ole pörssihintaa, kuten kullalla. Hinta määräytyy joka kaupassa erikseen, jolloin maallikko on alakynnessä ammattiostajan kanssa neuvotellessaan.

- Hyvä sijoituskohde sen sijaan ovat tunnettujen muotoilijoiden suunnittelemat timanttikorut, Aura sanoo. - Esimerkiksi tsaarinaikaisten mestarien suunnittelemien korujen arvo nousee.