Diamanty laboratorního původu neboli Lab Grown Diamonds představují bez nadsázky novou éru diamantových šperků. Jejich historie se začala psát před několika desítkami let a do světa šperkařství vlastně teprve pronikají. Jsou to diamanty záměrně vytvořené člověkem. Hned na začátek je třeba zdůraznit, že jde o pravé diamanty, které jsou stejně krásné a odolné jako přírodní diamanty. V tomto článku se dozvíte, v čem jsou diamanty laboratorního původu výjimečné, jak je poznáte i jak vznikají.

Vlastnosti a charakteristiky lab grown diamantů

Ve většině parametrů se diamanty přírodního i laboratorního původu naprosto shodují. Rozdíl bychom nepoznali na první pohled, dokonce ani pod lupou. Poznávací znamení lab grown diamantů může odhalit pouze zkušený gemolog v laboratorních podmínkách. 

lab grown diamant v oválném brusu - KLENOTA kolekce luxusních zásnubních prstenů s laboratorními diamanty - KLENOTA

Přírodní a lab grown diamanty se neliší složením (oba tvoří uhlík), tvrdostí (na Mohsově stupnici dosahují nejvyššího stupně, tedy 10) ani dalšími fyzikálními a optickými vlastnostmi. Oba dva jsou stejně křehké a dokonale se štěpí. Shodují se i v předpokladech pro kvalitu brilance, třpytu a lesku. Liší se vlastně pouze místem vzniku a délkou a způsobem krystalizace, případně stářím. 

Nejdůležitějším ukazatelem původu je právě způsob, jakým krystal vznikl. Růst v krystalové soustavě totiž zanechává ve struktuře kamene neviditelné linie a další stopy – podle tvaru krystalu je tedy možné určit, zda se jedná o diamant přírodního, nebo laboratorního původu.

luxusní prsten s lab grown diamantem - KLENOTA

Výhody lab grown diamantů 

Diamanty laboratorního původu přinášejí množství předností, které určitě stojí za pozornost. Proces laboratorní syntézy je oproti přírodnímu vzniku mnohem kratší, což je jeho obrovské plus. 

S tím souvisí bezesporu nejzajímavější výhoda lab grown diamantů, a tou je jejich cena. Běžně se dají pořídit o 20 až 30 % levněji než diamanty přírodního původu. V některých případech je rozdíl i 50 %. Lab grown diamanty tak otevírají cestu k velkému průhlednému kameni v provtřídní kvalitě. Kromě velikosti v nich totiž získáváme dokonalou čistotu a vnitřní strukturu za dobrou cenu. A právě cena bývá hlavní a často jedinou překážkou při rozhodování, který drahokam pořídit, a to zejména při výběru zásnubního prstenu. Díky diamantům laboratorního původu už tak nemusí prstýnek s výrazným diamantem stát statisíce.

zlaté prsteny ze 14k zlata s diamantem laboratorního původu - KLENOTA prsten s lab grown diamantem v bílém 14k zlatě - KLENOTA

Zajímavou výhodou je i možnost „namíchat“ při laboratorní syntéze požadovaný barevný odstín kamene – lab grown diamanty zdaleka nemusejí být jen čiré. Zabarvení se dá docílit přidáním určitého chemického prvku během syntézy, případně ozářením či vyžíháním po dokončení krystalizace. Metody laboratorní výroby diamantů se ovšem neustále vyvíjejí především s tím cílem, aby vzniklé diamanty vynikaly čistotou, jasem, bezbarvostí a velikostí.

Zmínku si jistě zaslouží i aspekt ekologičnosti a udržitelnosti laboratorní výroby diamantů. Laboratorní syntéza je totiž mimo jiné cílenější; při těžbě je jen zlomek získaných diamantů v kvalitě vhodné pro šperkařství. V laboratoři se dá však kvalita výsledných kamenů výrazně ovlivnit.

lab grown diamanty - KLENOTA

Potvrzení pravosti aneb jak je to s certifikací?

K zakoupenému šperku byste měli vždy obdržet certifikát pravosti, kde se dozvíte mimo jiné důležité údaje o vsazených kamenech. V případě jakéhokoliv drahokamu musí certifikát obsahovat také informaci, zda se jedná o kámen přírodního, nebo laboratorního původu. Ke každému šperku KLENOTA s lab grown diamantem získáte zdarma certifikát pravosti vydaný mezinárodní gemologickou laboratoří.

Při koupi diamantů či diamantových šperků byste se vždy měli ujistit, že má diamant své vlastní unikátní číslo. To najdete na certifikátu, ale i laserem vypálené na rundistě kamene. Podle tohoto čísla potom můžete svůj diamant vyhledat v mezinárodní databázi. Tento kód, tzv. inskripci, na diamant vypaluje laboratoř, která ho hodnotila a vydala k němu certifikát. 

zásnubní prsten s lab grown diamantem v brusu asscher - KLENOTA prsten s lab grown diamantem včetně mezinárodního certifikátu - KLENOTA

Stručná historie laboratorní výroby diamantů

Lidstvo od nepaměti toužilo najít způsob, jak vyrábět drahé materiály –⁠ ideálně přeměnou jiných, levnějších (možná se vám vybaví Rudolf II. a alchymisté i šarlatáni, kteří se pohybovali kolem jeho dvora). My už dnes víme, že ze železa ani olova zlato nevznikne. A taky už víme, jak vyrobit diamant v laboratoři. 

Na počátku cesty k syntéze diamantů stál otec moderní chemie Antoine Lavoisier. Ten zjistil, že krystalická mřížka diamantu odpovídá krystalické struktuře uhlíku. A právě to odstartovalo první pokusy o výrobu diamantů. Úspěch se dostavil už koncem 19. století. Francouzský chemik Henry Moissan udělal roku 1892 experiment: na uhlík nechal působit vysoký tlak a zároveň vysokou teplotu, čímž přesně simuloval podmínky vzniku diamantů v přírodě. Povedlo se mu tak vytvořit první syntetický diamant

Kolekce zásnubních prstenů s lab grown diamanty - KLENOTA

Prvotní snahy o vytvoření diamantů kupodivu nereagovaly na poptávku ze strany klenotníků, ale z průmyslových oborů. Malinké diamanty, které se začaly vyrábět, dobře sloužily při výrobě laserů, komunikačních technologií či v mikroelektronice, pro brus a tvorbu šperků se však nehodily. S rozvojem technologií ale přišel čas i na klenotnictví, a tak se dnes diamanty vyrábějí v různých velikostech a barevných variantách a zdobí mnoho krásných šperků

Jak lab grown diamanty vznikají?

Diamanty laboratorního původu se dnes vyrábějí dvěma různými metodami: CVD (Chemical Vapor Deposition) a HPHT (High-Pressure-High-Temperature). Obě mají jedno společné – je třeba mít malý kus diamantu, který slouží jako zárodečný krystal. Vzniklé diamanty patří v ideálním případě do kategorie IIa, která je v přírodě nejvzácnější. Takovou kvalitou se pyšní jen 1 % vytěžených diamantů. V diamantové typologii označení IIa znamená, že je kámen chemicky téměř nebo zcela čistý (neobsahuje tedy žádné příměsi jiných prvků). Takové diamanty nejsou nijak zabarvené, jsou čistě čiré.

prsten s diamantem laboratorního původu - KLENOTA lab grown diamanty ve fancy brusech - KLENOTA

CVD: metoda chemické depozice z plynné fáze 

Při tomto procesu se atomy plynu vrství na zárodečný krystal – malý, tenký plátek vyleštěného přírodního nebo laboratorního diamantu. Ten se vloží do reaktoru, který se utěsní a vyplní směsí specifických plynů bohatých na uhlík (např. metan). Poté se do reaktoru pustí mikrovlnné záření. To způsobí zahřátí plynné fáze až do plazmatické formy, zhruba na 800–1200 °C. V té chvíli se od sebe atomy uhlíku úplně oddělují a postupně pak difundují k chladnějšímu diamantovému plátku. Nasedají na něj a diamant pomalu krystalizuje. 

Vznikající diamant se musí v průběhu růstu zbavovat černých nediamantových grafitových vrstev, které se na něm tvoří. Po vyleštění se krystal vrací do komory k dalšímu růstu. To se opakuje v průběhu krystalizace několikrát. Výsledkem je plochý, kubický, tabulkový krystal

Touto metodou lze syntetizovat více diamantů najednou, záleží ale na velikosti komory a počtu zárodečných destiček. Růst krystalu ovšem kvůli očišťování trvá o něco déle, 3 až 4 týdny. Velikost komory a doba expozice také ovlivňují velikost výsledného diamantu. Vzniklé krystaly mohou mít hnědé zabarvení, které lze odstranit vyžíháním. Metoda CVD využívá obecně nižší teploty i tlaky než HPHT postupy.

zlatý prsten s lab grown diamantem v brusu asscher - KLENOTA

HPHT: vysokotlaká vysokoteplotní metoda 

Tento způsob výroby diamantů je starší a více se blíží podmínkám v přírodě. V rámci tohoto výrobního principu existují tři různé typy zařízení: pásové, krychlové a s dělenými koulemi (BARS). Tyto stroje bývají součástí vysokotlakého hydraulického lisu

Základem je opět malý kousek diamantu, který se společně s kovovým katalyzátorem a kouskem uhlíku ve formě grafitu vloží do speciální komory. Jako katalyzátory se používají tzv. přechodné kovy, které mají vysokou teplotu tání, např. mangan, kobalt, nikl nebo železo. Poté se v komoře vyvine teplota až 1500 °C a tlak 50–60 kbar (hodnoty se mohou mírně lišit podle typu zařízení). Kov se roztaví a rozpustí zdroj uhlíku, který následně migruje k chladnějšímu diamantovému zárodečnému krystalu, a tak dochází k růstu diamantu. 

V případě lisu BARS je tlak vyvinut na 2 sady dílů neboli kovadlin, které dohromady tvoří onu rozdělenou kouli. První, vnější sada je vyrobená z oceli a má 8 dílů. Po složení do sféry se uprostřed vytvoří dutina ve tvaru osmistěnu. V ní se nachází druhá, vnitřní sada 6 kovadlin z grafitu. Ty tvoří centrální, krychlovou dutinu, v níž rostou diamantové krystaly. Dutina je však menší než v případě pásového typu, proto se tímto způsobem zpravidla vyrobí menší krystal. 

Jeden diamant velikosti 1 ct vytvořený pomocí pásového aparátu roste minimálně 5 dní. Krystalizace HPHT způsobem může ale trvat i několik týdnů. Vše záleží na požadované velikosti diamantu a velikosti komory. Dříve představovalo velký problém vyrobit skutečně bezbarvý diamant, neboť jen malá přítomnost dusíku v reaktoru měla za následek zbarvení dožluta. To se však podařilo vyřešit a nyní vznikají touto metodou krásné bezbarvé krystaly.

zásnubní prsten s lab grown diamantem v růžovém zlatě - KLENOTA luxusní prsteny s lab grown diamanty - KLENOTA

O původu krystalů: poznávací znamení

Díky odlišnému typu růstu přírodních, CVD a HPHT vyrobených diamantů lze určit, který krystal vznikl kterým způsobem. Zkoumají se růstové linie a odlišná, často výraznější fluorescence. Diamanty laboratorního původu mohou také fosforeskovat (zářit i po vypnutí lampy), což přírodní diamanty nedělají. 

Dále se zkoumají možné inkluze způsobené tokem roztaveného grafitu s kovy. Kovy, které jako katalyzátory do reakce nevstupují, mohou totiž vniknout do krystalu a zůstat v něm. Jeví se pak jako černá místa, která mají při pohledu z jiného úhlu kovový lesk. Případné inkluze u CVD diamantů jsou tvořené více grafitem, který je také černý, ale nevykazuje kovový lesk. 

Také distribuce barev v rámci krystalu může být významným určovacím nástrojem. V HPHT krystalech můžeme spatřit geometrické barevné zónování způsobené koncentrací prvků při růstu krystalu, pokud se nejedná o čirý diamant. V CVD diamantech bývá distribuce barvy rovnoměrná. Diamanty přírodního původu mohou také vykazovat barevné zóny. Oproti HPHT krystalům ale nebudou geometricky uspořádané, ale náhodné. 

Ukazatelem původu může být také přítomnost a hlavně kombinace prvků, které v krystalu jsou a většinou diamant nějak zbarvují. Některé prvky se totiž v tomto případě přirozeně pohromadě nevyskytují. 

lab grown diamanty - KLENOTA

Dalším významným poznávacím znamením je deformace krystalové mřížky. Ta se zkoumá pomocí polarizačních filtrů. U přírodních diamantů je mřížka často mozaikově deformovaná, protože diamant musí urazit k zemskému povrchu dlouhou a náročnou cestu, při které je vystaven různému tlaku z různých stran. U HPHT diamantů mnoho deformací nepozorujeme, protože při vzniku krystalu působí tlak rovnoměrně ze všech stran. U CVD diamantů spatříme spíše deformační vzory v podobě pruhů.

Ne všechny diamanty ale musejí vykazovat odlišnosti ve všech kategoriích. Pro přesné určení původu je proto důležité ověřit co nejvíce diamantových vlastností. Základním poznávacím znamením je tvar původního krystalu. Přírodní diamanty mají tvar osmistěnu; růst krystalu probíhal na 8 různých krystalových plochách, tedy v 8 směrech. Metoda CVD používá jako své jádro tenký čtvereček diamantu, takže krystal roste pouze na jedné ploše a výsledkem je plochý tabulkový krystal. HPHT diamanty mají kromě oktaedrických také kubické růstové plochy.

Nezávislá americká laboratoř GIA disponuje bohatou databází různých diamantových krystalů a jejich gemologických vlastností, která jí skvěle slouží při určování původu diamantů i způsobu jejich vzniku. Má také svůj vlastní CVD přístroj na výrobu diamantů, díky kterému získává další informace a zdokonaluje určování původu diamantů. GIA vlastní technologicky vysoce pokročilé stroje, které umožňují spolehlivě otestovat i velmi malé diamanty

mezinárodní certifikát k lab grown diamantu - KLENOTA luxusní zlatý diamantový prsten s výrazným lab grown diamanten - KLENOTA

Pár zajímavosti závěrem

Laboratoř IGI vystavila certifikát lab grown diamantu, který měl po vybroušení váhu 14,6 ct, což z něj dělá jeden z největších diamantů vytvořených metodou CVD. Byl certifikován jako typ IIa, což je pro tento druh poměrně typické. Jeho barva byla klasifikovaná jako F a čistota VS2. Vybroušen byl do smaragdového brusu s rozměry 13,5 × 13,2 × 8,93 mm. Vyrobila ho firma Ethereal Green Diamond, která sídlí v Bombaji. Diamant nese název Freedom of India.

Výše jsme zmínili, že kovy, které se do HPHT reaktoru přidávají jako katalyzátory, mohou občas vstoupit do krystalu diamantu a zůstat v něm uvězněné. Jsou z nich pak klasické inkluze, které se jeví jako černá místa. Zajímavé ovšem je, že pokud je v krystalu takových kovových inkluzí více, diamant může reagovat na magnet a být jim přitahován.

výroba zásnubního prstenu na zakázku - KLENOTA kolekce zlatých prstenů s lab grown diamanty - KLENOTA

I diamanty mají své chameleony. Existují přírodní diamanty, které mění svou barvu v závislosti na vnějším tepelném nebo světelném prostředí. Nejčastěji ze zelené na žlutou, méně často obráceně. GIA ale měla možnost zkoumat i diamant vytvořený HPHT metodou, který byl klasifikován jako Fancy Vivid Pink. Tento diamant se po expozici krátkovlnnému UV světlu mění z růžového na oranžový. Do několika minut se ale jeho původní barva zase vrátí.

Lab grown diamanty nám zkrátka umí připravit řadu překvapení. Kdo ví, jaká další si ještě schovávají a jaké možnosti nám v budoucnosti nabídnou.

zásnubní prsten v bílém zlatě s lab grown diamantem - KLENOTA