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目次

ダイヤモンド

  • 古くから宝石として珍重されてきた。
    • 特に、15世紀頃からダイヤモンドを装飾用にカットしたり、研磨したりする技術が発達してからは、宝石としての王座の地位を占めている。
  • 宝石の王者。
  • 炭素原子の結晶のひとつ。
  • 無色透明。
  • 世界一硬い結晶。
  • ダイヤモンドは燃える。
    • ダイヤモンドを高温にするとなくなってしまう。
      • 1557年にC.エンツェルトは『鉱物論』という本を出版した。この本の中ですでにダイヤモンドを燃える物質に含めている。
      • イギリスの科学者であるボイルも、ダイヤモンドを燃やす実験をした。
      • イギリスの有名な物理学者であるニュートンは、『光学』という本の中で、「ダイヤモンドは凝固した油質の物質である」と書いている。
    • 高温にしても消えてしまうことはわかったわけだが、燃えるかどうかはまだ決着がついていなかった。
      • 決着をつけたのは、マッケ、カデー、ラボアジェたちである。ダイヤモンドを木炭で覆って木製のパイプに入れて、そのパイプをさらに石灰石を十分に入れられたるつぼに収めた。そして、空気が入らないように合わせ目に年度で封をした。その状態で熱したのである。その結果、ダイヤモンドは何の変化もなかった。空気と接触しなければ消えないということがわかったのである。しかし、この実験であっても、ダイヤモンドは本当に燃えて二酸化炭素になって空気中に逃げたということを証明にしたことにはならない。
    • ダイヤモンドを強く熱すると、燃えて二酸化炭素になることを直接照明したのが、イギリスの化学者デーヴィー*1である。大きな凸レンズを使って、酸素を詰めたガラス容器の中のダイヤモンドの上に太陽の光を集めて熱したら、燃えるかもしれないと考えたわけである。焼いてダイヤモンドが消えたら、ガラス容器の中の気体を石灰水を通したら、白い沈殿が生じた。つまり、酸素から二酸化炭素になったことがわかったのである。このことから、ダイヤモンドは炭素でできていると証明されたわけでもある。
  • 光の屈折率が非常に大きいので、よく光を反射して美しい宝石になる。
  • 劈開面【へきかいめん】(いつもきれいに割れる面)が存在する。
    • ダイヤモンドをカットする職人は、劈開面をうまく利用して、世界で一番硬い鉱物を加工しているのである。
  • ダイヤモンドが油になじみやすい性質がある。
    • 皮膚の皮脂が付くと、油の膜によって光がダイヤモンド内部に入らなくなり輝きが鈍くなる。
    • 油性マジックで書くとはっきりと表面に跡が残ればダイヤモンドの特徴である油になじみやすいという性質を表している。逆にマジックの跡がかすれれば、それはダイヤモンドではないことを意味する。
  • 人類はダイヤモンドを最初宝石ではなく道具に使った。
    • インドの先住民ドラヴィダ族は、石を削り、ヤリの穂先を砕いたりするのに使っていた。
  • 鉄隕石が地球に激突すると、微量のダイヤモンドが作られる。
    • それに習い、火縄銃で弾を標的カプセルに撃ち込み、その衝撃でカプセル内の黒鉛からダイヤモンドを合成できる。
  • ダイヤモンドの採掘現場では、キンバーライトと呼ばれるダイヤモンド入りの固まった火山岩を採掘している。このキンバーライトは精製工場に運ばれて処理される。大きな採掘場では1日に数千トン単位のキンバーライトが処理されるが、1カラット(0.2g)のダイヤモンド原石を採掘するためには数トンのキンバーライトの採掘が必要になる。
  • 2003年から始まったキンバリー・プロセス認証制度では、ダイヤモンドの原石を輸出するときには政府が発行する、紛争に関わりがないダイヤモンドである旨を記した証明書を添えること、またその証明書がないものは輸入しないことを定めている。
    • 今では世界の70ヵ国以上がこの精度に参加しており、世界で流通するダイヤモンドの99%以上が紛争とは関わりのないものになってる。
  • 紛争ダイヤモンドは反政府ゲリラの資金源となっている。
    • 例:50万人以上の命が奪われたアフリカ南西部のアンゴラの内戦では、反政府組織がダイヤモンドによって40億ドル近い活動資金を得たという。
    • 例:1990年代にアフリカ最悪の戦争とまでいわれた内戦が起きたコンゴ民主共和国でも、反政府グループの資金源としてダイヤモンドや鉱山資源の取引が行われた。
  • 紛争ダイヤモンドは、ブラッド・ダイヤモンド(血塗られたダイヤモンド)とも呼ばれる。
  • 1779年、イギリスのテナントは、ダイヤモンドを約900℃以上に熱して、空気中で燃焼させると、二酸化炭素のみを生じて完全に燃えてしまうことから、ダイヤモンドは純粋な炭素であると結論した。
  • 天然のダイヤモンドは、マグマ中の炭素が長年にわたる高温・高圧の作用で結晶化したものである。
    • 産出するダイヤモンド原石の8割以上は黒色・黄色などに着色しており、カッターや研磨剤などとして工業的に用いられている。
    • 工業用ダイヤモンドは天然産だけでは不足しており、合成ダイヤモンドで不足分が補われている。
  • 無色透明の良質の結晶は、装飾用にカットされ、研磨される。
  • これまで発見された最大の原石は、1905年に南アフリカのキンバレー鉱で産出されたもので、3,106カラット*2であった。
  • ダイヤモンドに緑がかったグリーン・ダイヤがあり、ずっと高価であった。
    • しかし、原子炉の中で中性子を当てると内部までグリーンに変わり、今では区別できなくなった。
  • ダイヤモンドはほとんど全部が炭素だが、わずかながら含まれている不純物もある。
    • その元素で一番多いのは窒素である。
      • 海洋底に降り積もった有機物が、プレートの運動で深部に沈み込んでいって、ダイヤモンドに化けたとする生物起源説。その根拠は軽い炭素や窒素が無機起源だとしたら、地球が進化する過程で地球深部にいつまでも保存されているはずがないということである。
      • 地球のさらに深い内部に炭素元があるとする説。これは地球は元々宇宙塵や隕石が集合してできたもので、地球内部のマグマなどに含有される炭素が濃縮されてできたとしている。
      • 宇宙起源説がある。つまり、ダイヤモンド中のカリウム40がアルゴン40に変わっていく性質を利用して推定すると、60億年前に生成されたという数字が出てきた。原始太陽系星雲の誕生が47億5,000万年前だから、それよりずっと前ということになる。

ダイヤモンドの応用

  • ガラス切りの刃
  • 回転ノコギリの刃
  • 石油採掘用のボーリングの錐
    • 鋼鉄製の歯には5カラットのダイヤモンドが50個も付いている。
      • つまり、石油文明はダイヤモンドの存在に成立していると言える。

参考文献

  • 『サイエンスシアターシリーズ原子・分子編ぁ仝蚤痢畄訃修寮こΑ.潺腑Ε丱鵑らゼオライトまで』
  • 『元素はすべて元祖です』
  • 『世界を震撼させた衝撃写真』
  • 『現代の化学』


*1 笑気【しょうき】の発見で有名。
*2 1カラットは0.2g。