Read Time:12 Minute

ഡോ.രതീഷ് കൃഷ്ണൻ

എഡിറ്റർ

ശാസ്ത്രഗതി

കഴിഞ്ഞ കേന്ദ്ര ബജറ്റ് പ്രസംഗത്തിൽ ധനമന്ത്രി ഇന്ത്യയിലെ ലാബുകളിൽ വളർത്തിയെടുക്കുന്ന ഡയമണ്ടുകളുടെ വളർച്ച സുഗമമാക്കുന്നതിന് ഐഐടികൾക്ക് ഗ്രാന്റ് നൽകുമെന്നും, വജ്ര നിർമ്മാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന സീഡുകളുടെ കസ്റ്റംസ് തീരുവ കുറയ്ക്കുമെന്നും പ്രഖ്യാപിച്ചതാണ് വീണ്ടും ലാബുകളിൽ വളർത്തിയെടുക്കുന്ന ഡയമണ്ടുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ചർച്ച സജീവമാക്കിയത്. എന്താണ് ലാബിൽ വളർത്തിയെടുക്കുന്ന വജ്രങ്ങൾ ? അവ സാധാരണ നമ്മുടെ വജ്രങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമാണോ ? സാധാരണ വജ്രങ്ങളും നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നതെങ്ങനെയാണ് ? തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങൾ വായിക്കാം

ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയ വജ്രങ്ങൾക്ക് അടിസ്ഥാനപരമായി പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങളുടെ അതേ രാസ, ഒപ്റ്റിക്കൽ, ഭൗതിക ഗുണങ്ങളും ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുമാണുള്ളത്. പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങളെപ്പോലെ, കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് അവ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവ പ്രകാശത്തോട് അതേ രീതിയിൽ പ്രതികരിക്കുന്നു. ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയ വജ്രങ്ങൾ, പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾ പോലെ തന്നെ കാഠിന്യമുള്ളവയാണ്. ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയതും പ്രകൃതിദത്തവുമായ വജ്രങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസങ്ങൾ അവയുടെ ഉത്ഭവത്തിലാണ്. ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയ വജ്രങ്ങൾ നമ്മുടെ റഫ്രിജറേറ്ററിൽ നിന്നുള്ള ഐസ് പോലെയാണ്, അതേസമയം പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾ മഞ്ഞ് മൂടിയ ഹിമപ്പരപ്പിൽ നിന്നും ലഭിക്കുന്ന ഐസ് പോലെയാണെന്നും കരുതുക. അവ രണ്ടും ഐസ് ആണ്, എന്നിരുന്നാലും അവയുടെ രൂപീകരണ രീതികൾ, അതിനടുത്ത സമയം തുടങ്ങിയവയെല്ലാം വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്.

പ്രകൃതിയിൽ, കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളായി ഭൂമിയുടെ ആഴത്തിൽ വജ്രങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് അസാധാരണമാംവിധം ഉയർന്ന മർദ്ദവും 1,000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതൽ താപനിലയും ഉള്ള അന്തരീക്ഷം ആവശ്യമാണ്. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ മുതൽ കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ഭൂമിയുടെ മാന്റിലിൽ രൂപംകൊണ്ട പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾ പിന്നീട് പലതരം (കിംബർലൈറ്റ്, ലാമ്പ്രൈറ്റ്) അഗ്നിപർവ്വതങ്ങൾ ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് സ്ഫോടനാത്മകമായി എത്തിച്ചതാണ്.

ഇതുവരെ നിർമ്മിച്ചതിൽ ഏറ്റവും നേർത്ത വസ്തുവായ ഗ്രാഫീൻ ഉൾപ്പെടെ ഗ്രാഫൈറ്റ് പോലുള്ള ബന്ധനമുള്ള കാർബണിന്റെ അറിയപ്പെടുന്ന നിരവധി രൂപങ്ങളുണ്ട്. മൃദുവായ കറുത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ്, കഠിനമായ സുതാര്യമായ വജ്രം എന്നിവയുൾപ്പെടെ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾക്ക് നിരവധി വിധങ്ങളിൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയ ഏറ്റവും പഴയ വജ്രങ്ങൾക്ക് പതിറ്റാണ്ടുകൾ പഴക്കമുണ്ട്; ലബോറട്ടറികളിലോ വലിയ ഫാക്ടറികളിലോ ഉയർന്ന മർദ്ദം, ഉയർന്ന താപനില എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചോ അല്ലെങ്കിൽ കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (സിവിഡി) രീതി ഉപയോഗിച്ചോ നിർമ്മിച്ചെടുക്കുന്നവയാണ്. ലബോറട്ടറിയിൽ നിർമ്മിച്ചെടുത്ത വജ്രങ്ങൾ പ്രകൃതിദത്ത വജ്രങ്ങൾക്ക് സമാനമായി കാണപ്പെടുന്നതിനാൽ നമ്മുടെ വെറും കണ്ണ് കൊണ്ട് കൊണ്ട് അവ തമ്മിൽ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയില്ല. നൂതന ഉപകരണങ്ങളുള്ള ഒരു ലബോറട്ടറിയുടെ പരിശോധനയുടെ സഹായത്തോടെ മാത്രമേ ഇതിനു സാധിക്കൂ. ഒരു ജെമോളജി ലബോറട്ടറിയിൽ, അത്യാധുനിക ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു സ്ട്രെയിൻ പാറ്റേണുകൾ, മൂലക ഘടന, ഫ്ലൂറസെൻസ്, ഫോസ്ഫോറസെൻസ് എന്നിവ വിശകലനം ചെയ്തു, ലബോറട്ടറിയിൽ വളർത്തിയതും പ്രകൃതിദത്തവുമായ വജ്രങ്ങൾ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും.

വജ്രങ്ങളുടെ വളരെ വ്യത്യസ്തമായ രൂപീകരണ അവസ്ഥകൾ കാരണം ഈ ഘടകങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ് എന്നതിനാലാണ് ഇത് സാധ്യമാവുന്നത്. വജ്ര നിർമ്മാണത്തിന്റെ മറ്റൊരു പ്രധാന രീതി ഒരു രാസ-വാതക പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ്. ഒരു പ്രതലത്തിൽ നമുക്ക് വേണ്ട രാസ വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന നിലവാരത്തിൽ നിക്ഷേപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണ് കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ. ഈ രീതിയിൽ ഒരു ചെറിയ വജ്രം വലിയ വജ്രങ്ങൾ വളർത്താൻ ഒരു “വിത്തായി” ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിനു ഏകദേശം 800 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനില ആവശ്യമാണ്. വളർച്ച വളരെ മന്ദഗതിയിലാണെങ്കിലും, ഈ വജ്രങ്ങൾ വലുതും താരതമ്യേന വൈകല്യരഹിതവുമാണ്. നൈട്രജൻ, ബോറോൺ മാലിന്യങ്ങളില്ലാത്ത ടൈപ്പ് 2 A വജ്രങ്ങളാണ് വിത്തുകളായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. സ്വാഭാവികമായും കാണപ്പെടുന്ന വജ്രങ്ങളിൽ 2% മാത്രമാണ് ടൈപ്പ് 2 A.

ഉയർന്ന മർദ്ദവും ഉയർന്ന താപനിലയുമുള്ള രീതിയുപയോഗിച്ചു നിർമ്മിച്ച വജ്രങ്ങൾ പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നതിന് സമാനമാണ്, പക്ഷേ പലപ്പോഴും ചെറുതും തികവില്ലാത്തതുമാണ്. ഉയർന്ന മർദ്ദവും ഉയർന്ന താപനിലയുമുള്ള രീതിയിൽ വിത്തുകളെ 1100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിൽ ആറ് ഗിഗ് പാസ്കൽ മർദ്ദവും നൽകി കാർബൺ പൊടിയും ഒരു ഉത്തേജകവുമായി ചേർത്താണ് വജ്രങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നത്. സിവിഡി രീതിയിലാവട്ടെ മീഥെയ്ൻ പോലുള്ള കാർബൺ സമ്പുഷ്ട വാതകത്തിന്റെ തന്മാത്രകളെ കാർബൺ, ഹൈഡ്രജൻ എന്നിവയായി വിഭജിച്ച് സീൽ ചെയ്ത അറയിൽ വിത്തുകളിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നു. ഏകദേശം 1100 ഡിഗ്രി വരെ താപനില ഇതിനു ആവശ്യമാണ്.

1952 ൽ യൂണിയൻ കാർബൈഡ് എന്ന കമ്പനിയാണ് കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ എന്ന രീതിയുപയോഗിച്ചു ആദ്യത്തെ വജ്രങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചത്. എന്നാൽ ഇങ്ങനെ നിർമിച്ച വജ്രം ഉയർന്ന നിലവാരത്തിലുള്ളതായിരുന്നില്ല. 1971 ൽ ജനറൽ ഇലക്ട്രിക് എന്ന കമ്പനിയിലെ ഗവേഷകർ ആദ്യത്തെ രത്ന-ഗുണനിലവാരമുള്ള വജ്രങ്ങൾ ലബോറട്ടറിയിൽ നിര്മിച്ചെടുത്തു. 1980 കളുടെ മധ്യത്തോടെ വിവിധ നിർമ്മാതാക്കൾ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ തന്നെ രത്ന-ഗുണനിലവാരമുള്ള വജ്രങ്ങൾ ലാബിൽ നിർമ്മിക്കാൻ തുടങ്ങി. തുടക്കത്തിൽ ചെറുതും മഞ്ഞ കലർന്നതോ തവിട്ട് നിറമുള്ളതോ ആയ വജ്രങ്ങളും ക്രമേണെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തി വലിയ വജ്രങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നല്ല ശേഷി നേടി. 2000 തോട് കൂടി കുറഞ്ഞ മർദ്ദവും താപനിലയും ആവശ്യമുള്ള കെമിക്കൽ-ബാഷ്പ നിക്ഷേപ (സിവിഡി) രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് രത്ന-ഗുണനിലവാരമുള്ള വജ്രങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത്തിൽ നമ്മൾ പ്രാവീണ്യം നേടി.

2010 മധ്യത്തോടു കൂടി, വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ലബോറട്ടറിയിൽ നിർമ്മിച്ച നിറമില്ലാത്ത വജ്രങ്ങൾ ജ്വല്ലറി വിപണിയിൽ ലഭ്യമാണ്. രണ്ടു വർഷം മുൻപ് ഓസ്ട്രേലിയൻ നാഷണൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ സാധാരണ താപനിലയിൽ, മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ വജ്രങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചു റെക്കോർഡ് സൃഷ്ടിച്ചിരുന്നു. വജ്രങ്ങൾ രൂപപ്പെട്ടതായി നിരീക്ഷിച്ച താപനിലയിലെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മർദ്ദം 80 ഗിഗാപാസ്കലുകളാണ്. ഇത് ഒരു ചെറിയ ഷൂവിന്റെ അറ്റത്തു 640 ആഫ്രിക്കൻ ആനകൾക്ക് നിന്നാൽ ഉണ്ടാവുന്ന മർദ്ദത്തിന് തുല്യമാണ്!

ഹൈ പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ലേസർ ഒപ്റ്റിക്സ് തുടങ്ങിയ വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായാണ് ഇങ്ങനെ നിർമ്മിക്കുന്ന വജ്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇതിനു പ്രധാന കാരണം ഈ രീതികൾ വഴി നമ്മൾ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്ന വജ്രങ്ങൾക്കു പ്രകൃതി ദത്ത വജ്രങ്ങളെക്കാൾ ഉയർന്ന നിലവാരമുണ്ട് എന്നതാണ്. പ്രകൃതി ദത്തമായ വജ്രങ്ങളിൽ കേവലം രണ്ടു ശതമാനം മാത്രമാണ് വൈകല്യങ്ങൾ ഇല്ലാത്തതു എന്ന് കൂടി ഇതിനോ ചേർത്ത് വായിച്ചാൽ ഈ രീതികളുടെ പ്രാധാന്യം നമുക്ക് മനസിലാക്കാം.