透明で輝くダイヤモンドは希少です。それが魅力の一つです。今日採掘されているダイヤモンドは数十億年前に形成されたものです。しかし、新しい手法により、わずか3ヶ月で宝石品質のダイヤモンドを需要に応じて生産することが可能になりました。ラボダイヤモンドは天然ダイヤモンドと全く同じ品質で、価格は30～40%安くなります。これは婚約指輪を探している人にとって希望の光です。そして、エレクトロニクスの未来にも明るい兆しです。
インドや中国などの国々における中流階級の増加もあって、現在、世界のダイヤモンド需要は増加傾向にあります。しかし、大規模なダイヤモンド鉱山が発見されてから10年が経ちました。2019年までに、需要は供給を5～6%上回ると予測されています。
幸いなことに、ダイヤモンドは研究室でも作ることができます。1950年代、科学者たちは地下でダイヤモンドが形成される高熱と圧力を再現することで、初めてダイヤモンドを生成しました。ダイヤモンドは変色しやすく、小さく（場合によっては粉末状）、天然ダイヤモンドの特徴的な特性を保持しています。
ダイヤモンドは、知られている中で最も硬い物質の一つです。高レベルの放射線にも耐え、免疫反応を引き起こさないため、建設、原子力工学、医療など様々な分野で活用されています。2013年には、産業界で約1,500トンのダイヤモンドが使用され、その99%はラボで合成されたものでした。
より純度の高い宝石を生産するため、ダイヤモンド製造会社IIaテクノロジーズは化学蒸着法と呼ばれるプロセスを改良しました。真空チャンバー内で、爪ほどの細さのダイヤモンド「種」にマイクロ波とメタン、そして水素ガスを照射します。これにより、炭素結合の層が形成されます。
3月、IIaはシンガポールに世界最大のダイヤモンド生産施設を開設しました。この施設は年間30万カラット以上のダイヤモンドを生産可能で、ダイヤモンド採掘の半分のエネルギーしか使用しません。さらに、環境への影響もはるかに少ないのです。肉眼では、ラボで生成されたダイヤモンドは天然ダイヤモンドと区別がつきません。しかし、宝飾品市場においてラボで生成されたダイヤモンドは、依然として販売が難しいでしょう。市場全体の1%にも満たないからです。「客観的に見て同一であっても、偽物とみなされてしまうのです」と、イェール大学顧客インサイトセンター所長のラビ・ダール氏は説明します。
ダイヤモンドは比類のない熱伝導率を有し、電子機器の理想的なヒートシンクとして機能します。半導体に通常使用されるシリコンと比較して、約2倍の熱伝導率とより多くの電流を流すことができます。IIaは、過熱しない、より小型で高出力のデバイスを実現するダイヤモンドプレートの製造に取り組んでいます。「時間はかかりますが」と、IIaの技術を発明した物理学者デヴィ・シャンカール・ミスラ氏は語ります。「しかし、ダイヤモンドがシリコンに取って代わることを願っています。」
この記事はもともと「ラボで生成されたダイヤモンドが電子機器を冷却する」というタイトルで、2015 年 8 月号の『ポピュラーサイエンス』に掲載されました。
ラボで生成されたダイヤモンドと天然ダイヤモンドの違いを見分ける方法については、こちらをご覧ください。
