段晶辉
金刚石作为一种稀有的贵重物品,自古以来就是财富的重要象征。
在大自然中,金刚石以极少的矿藏量深埋在地底下。偏偏是这种少得出奇的金刚石,具有世界万物中独一无二的特性:它是自然界中最硬的一种矿石。金刚石的这一特性,使它具有广泛的社会用途:有人将它镶嵌在金光闪闪的戒指、耳环等首饰中,以象征坚贞不渝的爱情;有人把它制成锋利无比的金刚钻,用来切割钢铁、玻璃等等。
可是,储量如此稀缺的金刚石,远远满足不了社会对它的巨大需求。渴望拥有金刚石的人往往会天真地想,要是有一天,金刚石能成为大量存在的物品,那该多好!
1893年,法国科学院宣布了一条振奋人心的消息:法国化学家莫瓦桑成功地研制出了人造金刚石!
片刻间,这一爆炸性的特大喜讯传遍全法国,传遍全世界。人们轰动了,法国轰动了,世界轰动了!莫瓦桑一下成为新闻媒介的焦点,成为人们心目中巨额财富的生产者,在法国,甚至有人称他为“世界富翁”。
早在发明人造金刚石之前,莫瓦桑已经是法国一位颇负盛名的化学家了。1886年。莫瓦桑首先制取了单质氟。6年后。他又发明了高温电炉。不过,莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉绊住前进的步伐,在科学的道路上,他仍旧一如既往地孜孜进取。
有一次,莫瓦桑准备进行一项化学实验,需要用一种镶有金刚石的特殊器具。这种器具非常昂贵,因此实验室里的助手们倍加爱护。
早上,莫瓦桑来到实验室,做好实验前的准备工作。这时,各项仪器都准备好了,却找不到那镶有金刚石的昂贵器具。奇怪,怎么会突然不见了呢?
助手突然惊叫起来:“啊?门好像被撬过了!莫非有小偷光顾?”
莫瓦桑仔细一看,可不是,门锁很明显被人撬开过。进实验室前,谁也没有留意到。很显然,小偷是看上那昂贵的金刚石了。
这桩意外使莫瓦桑萌生了一个念头:“天然金刚石如此稀少而昂贵,如果能人工制造金刚石,该有多好!”
可这谈何容易!作为化学家,莫瓦桑心里最清楚:“点石成金”不过是美好的神话。要想制造金刚石,首先要弄清楚金刚石的主要成分并了解它是怎样形成的。
翻阅了许多资料之后,莫瓦桑了解到。金刚石的主要成分是碳。至于它是如何形成的,在这方面研究的成果很少,只有德布雷曾提出,金刚石是在高温高压下形成的。
紧接着莫瓦桑想到,要人工制造金刚石,得有可供加工的原材料。选什么材料才合适呢?之前,还从未有人作过这方面的尝试,看来,一切要靠自己摸索了。
有一回,有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔在法国科学院作了一个关于陨石研究的报告,莫瓦桑也参加了。
在报告中,查理·弗里德尔说:“陨石实际上是大铁块,它里面含有极微量的金刚石晶体。”听到这儿,莫瓦桑猛地想到:石墨矿中也常混有极微量的金刚石晶体,那么,在陨石和石墨矿的形成过程中,是否可以产生金刚石晶体呢?
想到这里,莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说:“金刚石的主要成分是碳。陨石里含有少量金刚石,而陨石的主要成分是铁。我们的实验计划是:把程序倒过去,把铁熔化,加进碳,使碳处在高温高压状态下,看能不能生成金刚石。”
历史上第一次人工制取金刚石的实验开始了。没有先例,没有经验,更没有别人的指点,一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了,认真总结经验,找出问题的症结所在,第二次再来……经过无数次的反复探索,莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声,大家紧紧地拥抱在一起:我们终于成功了!
从此,人造金刚石诞生了,并日益在社会生活中发挥它坚不可摧的威力。