חֲדָשׁוֹת

יהלום סינטטי מעובד במעבדה המדמה היווצרות טבעית של יהלומים טבעיים.אין הבדלים ברורים בשלמות מבנית הגבישים, השקיפות, מקדם השבירה, פיזור וכו'. ליהלום סינטטי יש את כל התכונות הפיזיקליות והכימיות המצוינות של יהלומים טבעיים, מה שהופך אותו בשימוש נרחב בכלי חיתוך מדויקים, מכשירים עמידים בפני שחיקה, מוליכים למחצה ואלקטרוניקה מכשירים, זיהוי מגנטי נמוך, חלונות אופטיים, יישומים אקוסטיים, ביו-רפואה, תכשיטים וכן הלאה.

סיכויי יישום של יהלום סינטטי

חיתוך חומרים ועיבוד אולטרה-דיוק יהלום הוא כיום המינרל הקשה ביותר בטבע.בנוסף, יש לו מוליכות תרמית גבוהה, עמידות בפני שחיקה גבוהה ויציבות כימית.מאפיינים אלה קובעים שיהלום יכול להיות גם חומר חיתוך מעולה.באמצעות יהלום גביש יחיד גדול המעובד באופן מלאכותי, ניתן לממש עוד יותר עיבוד אולטרה-דיוק, שיכול להפחית עלויות ולשפר את הטכנולוגיה.

יישומים אופטיים

ליהלום יש שידור גבוה בכל רצועת אורך הגל מקרני רנטגן ועד למיקרוגלים והוא חומר אופטי מצוין.לדוגמה, יהלום MPCVD יכול להפוך לחלון העברת אנרגיה עבור מכשירי לייזר בעלי הספק גבוה, וניתן להפוך אותו גם לחלון יהלום עבור בדיקות חלל.ליהלום יש את המאפיינים של עמידות בפני זעזועים תרמיים, עמידות בפני קורוזיה כימית ועמידות בפני שחיקה מכנית, והוא נחקר ויושם בחלון אינפרא אדום, חלון מיקרוגל, חלון לייזר בעל הספק גבוה, חלון מערכת הדמיה תרמית, חלון רנטגן וכן הלאה.

אזורי יישום של מכשירים קוונטיים

ליהלום המכיל חנקן פגמים פנויים בעלי תכונות קוונטיות ייחודיות, יכול להפעיל את מרכז הצבע NV עם אלומה ספציפית בטמפרטורת החדר, בעל מאפיינים של זמן קוהרנטיות ארוך, עוצמת הקרינה יציבה, עוצמת אור גבוהה, והוא אחד מנשאי הקיוביט עם מחקר רב ערך וסיכויים.מספר רב של מוסדות מחקר ערכו מחקר ניסיוני סביב מרכז הצבע NV, ומספר רב של תוצאות מחקר הושגו בהדמיית סריקה קונפוקלית של מרכז הצבעים NV, המחקר הספקטרלי של מרכז הצבע NV בטמפרטורה ובחדר נמוכים. טמפרטורה, ושימוש במיקרוגל ובשיטות אופטיות כדי לתפעל את הספין, והשיגו יישומים מוצלחים למדידת שדה מגנטי ברמת דיוק גבוהה, הדמיה ביולוגית וזיהוי קוונטי.לדוגמא, גלאי יהלומים אינם חוששים מסביבות קרינה קשות במיוחד ומאורות תועים סביבה, אינם צריכים להוסיף מסננים ויכולים לעבוד כרגיל בטמפרטורת החדר ובטמפרטורות גבוהות, ללא צורך במערכת קירור חיצונית כמו גלאי סיליקון.

אזורי יישום אקוסטיים

ליהלום יש את היתרונות של מודול אלסטי גבוה, צפיפות נמוכה וחוזק גבוה, המתאים מאוד לייצור התקני גל אקוסטיים משטחים בעלי תדר גבוה ועוצמה גבוהה, ומהווה חומר אידיאלי לייצור מכשירים אקוסטיים בעלי נאמנות גבוהה.

אזורי יישום בתעשייה הרפואית

הקשיות הגבוהה של יהלום, עמידות הבלאי הגבוהה, מקדם החיכוך הנמוך והתאימות הביולוגית הטובה הופכים אותו לשימוש נרחב במפרקים תותבים, מסתמי לב, חיישנים ביולוגיים וכו', והפך לחומר הכרחי וחשוב בתעשיית הרפואה המודרנית.

יישומי תכשיטים

יהלום סינטטי דומה ליהלום טבעי מבחינת צבע, ניקיון וכו', ויש לו יתרונות ברורים מבחינת עלויות ייצור ומחירים.בשנת 2018 כללה הרשות FTC יהלומים מעובדים סינתטיים בקטגוריית היהלומים, ויהלומים מעובדים פתחו עידן של תחליף ליהלומים טבעיים.עם התקינה והשיפור של תקני הדירוג ליהלומים מעובדים, ההכרה ביהלומים מעובדים בשוק הצרכני גדלה משנה לשנה, ותעשיית היהלומים התרבותיים העולמית צמחה במהירות בשנתיים האחרונות.על פי הדו"ח השנתי העשירי של תעשיית היהלומים העולמית שפורסם במשותף על ידי חברת הייעוץ הניהולי האמריקאית ומרכז היהלומים העולמי של אנטוורפן, סך הייצור של יהלומים טבעיים בעולם בשנת 2020 ירד ל-111 מיליון קרט, ירידה של 20%, וכן הייצור של יהלומים מעובדים הגיע ל-6 מיליון עד 7 מיליון קראט, מתוכם 50% עד 60% מהיהלומים המעובדים הופקו בסין תוך שימוש בטכנולוגיית טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, והודו וארצות הברית הפכו למרכזי הייצור העיקריים של CVD.עם תוספת של מפעילי מותגי יהלומים ידועים ומוסדות הערכה ובדיקה סמכותיים בארץ ובחו"ל, התפתחות תעשיית היהלומים התרבותיים התמקמה בהדרגה, ההכרה הצרכנית גדלה משנה לשנה, וליהלומים מעובדים יש מרחב גדול לפיתוח בתחום. שוק צרכני התכשיטים.

בנוסף, חברת LifeGem האמריקאית מימשה את טכנולוגיית הגידול "יהלום הנצחה", תוך שימוש בפחמן מגוף האדם כחומרי גלם (כגון שיער, אפר) לייצור יהלומים, בצורה מיוחדת כדי לעזור לבני המשפחה להביע את אהבתם לאבודים. יקיריהם, נותנים משמעות מיוחדת ליהלומים מעובדים.לאחרונה, Hidden Valley Ranch, מותג הרטבים לסלט פופולרי בארצות הברית, שכר גם את דין ונדנביסן, גיאולוג ומייסד LifeGem, לייצר יהלום בן שני קראט מתבלין ולמכור אותו במכירה פומבית.עם זאת, כל אלה הם גימיקים תעמולה ואין להם שום משמעות בקידום ייצור בקנה מידה גדול.

שדה מוליכים למחצה רחב במיוחד

היישום הקודם קל לכולם להבנה, והיום אני רוצה להתמקד ביישום של יהלום במוליכים למחצה.מדענים במעבדה הלאומית לורנס ליברמור בארצות הברית פרסמו מאמר ב-APL (Applied Physics Letters), הרעיון המרכזי הוא שניתן להשתמש ביהלום CVD באיכות גבוהה עבור "מוליכים למחצה רחבים במיוחד" ויקדם מאוד את פיתוח הכוח רשתות, קטרים ​​וכלי רכב חשמליים.

בקיצור, מרחב הפיתוח של יהלום סינטטי כתכשיט צפוי, עם זאת, פיתוח היישומים המדעי והטכנולוגי שלו הוא בלתי מוגבל והביקוש רב.מנקודת מבט ארוכת טווח, אם תעשיית היהלומים הסינתטיים רוצה להתפתח בהתמדה בטווח הארוך, יש לפתח אותה לכדי כורח חיים וייצור, ובסופו של דבר ליישם אותה בתעשיות מסורתיות ובתחומי ההייטק.רק אם ננסה כמיטב יכולתנו לפתח את ערך השימוש בו נוכל למקסם את הביצועים המצוינים שלו.אם הייצור המסורתי יימשך, הביקוש יימשך.עם התפתחות נוספת של טכנולוגיית סינתזת יהלומים, חשיבותה הועלתה לשיא של "אסטרטגיה לאומית" על ידי כמה כלי תקשורת.בהיצע הדל והמוגבל של היום של יהלומים טבעיים, תעשיית היהלומים הסינתטיים עשויה לשאת את הדגל האסטרטגי הזה.