Khoa học - Công nghệ 10:05, 13/03/2024 GMT+7

Mohamed Sabeg, người đồng sáng lập Công ty 2DOT4 có trụ sở tại Dubai, kiểm tra một viên kim cương được "nuôi" trong phòng thí nghiệm. (Nguồn: CNN)

Kim cương là vật liệu cứng nhất trên Trái Đất và việc tìm kiếm nó trong tự nhiên là tương đối khó khăn.

Trong hàng nghìn năm, con người đã đào sâu vào lòng Trái Đất để tìm kiếm kim cương, tạo ra một số hố nhân tạo lớn nhất thế giới ở Nga và Nam Phi - sâu tới 625m dưới lòng đất.

Quá trình này có tác động đến cả thiên nhiên và con người, với những hoạt động có thể gây tổn hại đến hệ sinh thái.

Nhưng khai thác không phải là cách duy nhất để có được kim cương.

Theo Hiệp hội Đá quý Quốc tế, viên kim cương được “trồng” trong phòng thí nghiệm (LGD) đầu tiên được sản xuất vào những năm 1950 và công nghệ này đã tiếp tục phát triển, cho phép các phòng thí nghiệm phát triển những tinh thể chất lượng đá quý với giá cả phải chăng - rẻ hơn tới 80% - mà không cần lo lắng về các khía cạnh đạo đức và tính bền vững của việc khai thác mỏ.

Và việc “trồng” kim cương nhân tạo có nghĩa là bạn có thể đưa việc sản xuất kim cương đến những nơi không ngờ nhất - bao gồm cả sa mạc.

Theo CNN, Các Tiểu Vương quốc Arab Thống nhất (UAE) là quốc gia dẫn đầu thế giới về xuất nhập khẩu kim cương nhưng lại không có mỏ kim cương nào. Vì vậy, doanh nhân Mohamed Sabeg đã nhìn thấy cơ hội không chỉ buôn bán kim cương mà còn phát triển chúng.

Năm 2022, ông đồng sáng lập Công ty 2DOT4 Diamonds có trụ sở tại Dubai, trở thành công ty đầu tiên sản xuất, cắt và đánh bóng những viên kim cương được “nuôi” trong phòng thí nghiệm ở UAE.

“Ý tưởng của chúng tôi là đưa mỏ đến tay người tiêu dùng. “Thay vì đưa kim cương 'bay' đi khắp thế giới, kim cương [của chúng tôi] được sản xuất và bán tại địa phương” - Sabeg nói.

Cách “trồng” kim cương

Tên công ty, 2DOT4, xuất phát từ chỉ số khúc xạ của kim cương: Tốc độ ánh sáng truyền qua viên kim cương so với không khí chậm hơn khoảng 2,4 lần.

Đối với Sabeg, việc có một cái tên liên quan đến đặc tính vật lý của đá quý là sự thể hiện rằng các sản phẩm được tạo ra trong phòng thí nghiệm giống hệt với các “tác phẩm” trong tự nhiên.

“Sự khác biệt duy nhất là chúng tôi kiểm soát áp suất, chúng tôi kiểm soát nhiệt độ, chúng tôi kiểm soát các loại khí” - ông nói. “Với kim cương được khai thác, bạn không kiểm soát nó. Trái Đất làm điều đó.”

Kim cương "lớn lên" bên trong lò phản ứng tại 2DOT4 ở Dubai. (Nguồn CNN)

Sabeg giải thích: Để phát triển một viên kim cương, bạn bắt đầu với một viên kim cương, được “trồng” trong phòng thí nghiệm hoặc được khai thác. Nó được gọi là “hạt giống” và thường dày khoảng 0,3-0,6mm. (2DOT4 tự tạo “hạt giống” từ những viên kim cương được “trồng trong nhà.”)

Được đặt bên trong lò phản ứng, "hạt giống" tiếp xúc với các loại khí như hydro, metan, oxy và argon. Nó cũng chịu áp suất lên tới 180 torrs - khoảng 2/3 áp suất ở đỉnh núi Everest - và đạt tới nhiệt độ 1.000 độ C. Bằng cách này, carbon lắng đọng từ từ trên lát mỏng.

Sau đó, việc nó tăng lên về lượng chỉ là vấn đề thời gian.

Sabeg giải thích: “Bạn quyết định tốc độ tăng trưởng bằng cách sử dụng các thông số khác nhau: Tốc độ càng chậm thì chất lượng của bạn sẽ càng tốt.”

Trung bình, 2DOT4 phát triển kim cương với tốc độ khoảng 0,01mm mỗi giờ. Điều này có nghĩa là cứ sau 24 giờ, viên đá lại phát triển chiều dài tương đương với độ dày của hai tờ giấy.

Khi viên kim cương đã tăng chiều cao lên ít nhất 5mm, mảnh đó được gọi là “khối” và có ba kết quả có thể xảy ra: Nó có thể được cắt thành nhiều hạt hơn, hạt này sẽ được đưa trở lại lò phản ứng để tạo ra nhiều kim cương hơn. Hoặc tùy theo nhu cầu, 2DOT4 sẽ cắt và đánh bóng viên đá quý. Sau đó, nó có thể được bán cho các thợ kim hoàn và nhà thiết kế hoặc biến thành một món đồ trang sức được thiết kế nội bộ.

Viên ngọc toàn cầu

Theo Paul Zimnisky, nhà phân tích và tư vấn ngành kim cương có trụ sở tại Mỹ, hiện tại, Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ “thống trị” ngành sản xuất LGD. Riêng Trung Quốc và Ấn Độ chiếm hơn 2/3 sản lượng toàn cầu.

Ngoài việc được dùng làm trang sức, kim cương nhân tạo trong phòng thí nghiệm còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt khi chế tạo các công cụ cắt xuyên qua các vật liệu dày và cứng như bêtông, đá cẩm thạch và kim loại.

Ví dụ, Trung Quốc có “di sản nhiều thập kỷ về sản xuất kim cương tổng hợp cho ứng dụng công nghiệp mài mòn, vì vậy họ có bí quyết và cơ sở hạ tầng để trở thành nhà sản xuất lớn kim cương nhân tạo cho đồ trang sức” - Zimnisky giải thích.

Mặt khác, Ấn Độ từ lâu đã là quốc gia đi đầu trong lĩnh vực cắt và đánh bóng kim cương, đồng thời cũng áp dụng công nghệ LGD để “nhảy vào” sản xuất. Năm ngoái, nước này đã tiến hành cải cách thuế trong lĩnh vực này và cam kết tài trợ thêm để mở rộng hơn nữa ngành công nghiệp kim cương nhân tạo.

Một khối kim cương thô sẵn sàng cho công đoạn đánh bóng hoặc cắt thành những viên kim cương "hạt giống." (Nguồn: CNN)

Ahmed Bin Sulayem, Giám đốc Điều hành và Chủ tịch Điều hành của Trung tâm Hàng hóa Dubai, cho biết với vị thế của UAE là trung tâm giao dịch kim cương hàng đầu và những nỗ lực đa dạng hóa khỏi dầu mỏ, việc mở rộng sang ngành công nghiệp kim cương “trồng” trong phòng thí nghiệm có thể là một bước đi quan trọng đối với nền kinh tế của nước này.

Bin Sulayem cho biết: “Với sự phát triển của ngành LGD, tượng trưng cho sự giao thoa giữa công nghệ và thương mại, tiềm năng mà nó nắm giữ là rất lớn.”

Ông nói: “Sáu mươi năm trước, nếu bạn nói với ai đó rằng đây là viên kim cương tổng hợp hoặc được tạo ra trong phòng thí nghiệm, họ thậm chí sẽ không nhìn vào nó.” Tuy nhiên, thế hệ trẻ quan tâm nhiều hơn đến các vấn đề đạo đức và môi trường liên quan đến việc khai thác mỏ và bị thu hút bởi giá cả phải chăng của hàng hóa xa xỉ, “vì vậy ngành công nghiệp này cần phải thích nghi.”

Tuy nhiên, việc gia nhập không gian sản xuất của LGD có thể là một thách thức. Theo Zimnisky, việc cạnh tranh với Ấn Độ và Trung Quốc sẽ khó khăn về quy mô, “trừ khi bạn có lợi thế cạnh tranh hoặc có một lĩnh vực kinh doanh thích hợp hoặc chuyên biệt.”

Tương lai lấp lánh

Các công ty khác của UAE đang “nối gót” 2DOT4 và thiết lập hoạt động kinh doanh LGD của họ tại Dubai, trong đó có Eviqe Diamonds, một phần của Tập đoàn HRA - công ty mới thành lập cơ sở sản xuất tại Tiểu Vương quốc chỉ vài tháng trước.

Trong khi đó, các thương hiệu địa phương như Etika và Eayni đang tiếp thị các thiết kế của họ - chỉ sử dụng đá quý được nuôi trong phòng thí nghiệm.

Đối với DMCC, mục tiêu là khuyến khích toàn bộ quá trình sản xuất được thực hiện nội bộ, như một cách tăng thêm giá trị cho sản phẩm cuối cùng và củng cố ngành công nghiệp địa phương.

Bin Sulayem cho biết: “Thông điệp chính mà chúng tôi đưa ra cho ngành công nghiệp kim cương được phát triển trong phòng thí nghiệm là đừng lãng phí thời gian của bạn vào việc bán kim cương: Hãy tập trung vào tác phẩm nghệ thuật cuối cùng.”.