Карбон у вільному вигляді, як вуглець, у формі вугілля, кіптяви і сажі відомий людству з незапам'ятних часів; близько 100 тис. років тому, коли наші предки оволоділи вогнем, вони щодня мали справу з вугіллям і сажею. Ймовірно, дуже рано люди познайомилися і з алотропними видозмінами Карбону - алмазом і графітом, а також з викопним кам'яним вугіллям. Не дивно, що горіння карбонвмісних речовин було одним з перших хімічних процесів, які зацікавили людину. Так як згоряюча речовина зникала, поїдаючись вогнем, горіння розглядали як процес розкладання речовини, і тому вугілля (або Карбон) не вважали елементом. Елементом був вогонь - явище, що супроводжує горіння; у вченнях про елементи давнини вогонь зазвичай фігурує в якості одного з елементів.
Йоганн Йоахим Бехер
(1635–1682)
Георг Ернст Шталь
(1659–1754)
Автори теорії флогістону.
На рубежі XVII–XVIII століть виникла теорія флогістону, висунута Бехером, і Шталем. Ця теорія визнавала наявність в
кожному горючому тілі особливої елементарної речовини — невагомого флюїду — флогістону, що випаровується в процесі горіння. Так як при згорянні великої кількості вугілля залишається лише трохи золи, флогістики вважали, що вугілля — це майже чистий флогістон. Саме цим пояснювали, зокрема, "флогістувальну" дію вугілля, — його здатність відновлювати метали з "вапен" і руд. Пізніші флогістики — Реомюр, Бергман та ін. — вже почали розуміти, що вугілля є елементарною речовиною. Проте вперше таким "чисте вугілля" було визнано Лавуазьє, що досліджував процес спалювання в повітрі і кисні вугілля та інших речовин.
Антуан Лоран Лавуазьє
(1743–1794)
У книзі Гітона де Морво, Лавуазьє, Бертолле і Фуркруа "Метод хімічної номенклатури" (1787) з'явилася назва "карбон" (carbone) замість французького "чисте вугілля" (charbone pur). Під цією ж назвою вуглець фігурує в "Таблиці простих тіл" в "Елементарний підручник хімії" Лавуазьє. У 1791 р. англійський
хімік Теннант першим отримав вільний вуглець, він пропускав пари фосфору над прожареною крейдою, в результаті чого утворювався кальцій фосфат і вуглець.
Смітсон Теннант
(1761–1815)
Те, що алмаз при сильному нагріванні згоряє без залишку, було відомо давно. Ще в 1694 р. флорентійські академіки захотіли сплавити кілька невеличких алмазів, щоб отримати один великий, і нагріли їх у фокусі великої оптичної лінзи: при цьому алмази жевріли, немов розжарені вуглини, і врешті згоріли. В 1751 р. французький король Франц I погодився дати алмаз і рубін для дослідів зі спалювання, після чого ці досліди навіть увійшли в моду. Виявилося, що згорає лише алмаз, а рубін (окис алюмінію з домішкою хрому) витримує без пошкодження тривале нагрівання у фокусі запальної лінзи.
Франц I Стефан
(1708–1765)
Лавуазьє поставив новий дослід по спалюванню алмаза за допомогою великої запальної машини, і прийшов до висновку,
що алмаз являє собою кристалічний вуглець.
Пристрій для спалювання горючих речовин за допомогою сфокусованих лінзами сонячних променів, експерименти Лавуазьє 1770-х.
У такому пристрої Лавуазьє спалив алмаз.
Другий алотроп вуглецю - графіт - в алхімічному періоді вважався видозміненим свинцевим блиском і називався plumbago;
тільки в 1740 р. Потт виявив відсутність в графіті домішок Прюмбуму. Шееле досліджував графіт (1779) і, будучи флогістиком, визнав його сірчистим тілом особливого роду, особливим мінеральним вугіллям, що містить зв'язану "повітряну кислоту" (CO2) і велику кількість флогістону. Двадцять років по тому Гітон де Морво шляхом обережного нагрівання перетворив алмаз в графіт, а потім у вугільну кислоту.
Карл Вільгельм Шеєле
(1742–1786)
Луї Бернар Гітон де Морво
(1737–1816)
На початку 60-х років радянські хіміки В. В. Коршак, А. М. Сладков і В.І.Касаточкін каталітичним окисненням ацетилену синтезували «одномірний» полімер вуглецю і назвали його карбіном (корінь «карб» від carboneum — вуглець, а закінчення «ін» прийнято в органічній хімії для речовин, що містять потрійні зв'язки). Атоми вуглецю з'єднані в ланцюжок одинарними і потрійними зв'язками, які чергуються.
Автори відкриття карбіну.
Зліва направо: В. В. Коршак, А. М. Сладков,
Ю. П. Кудрявцев, В. И. Касаточкін.
Йоганн Фрідріх Вільгельм Адольф фон Беєр
(1835–1917)
Питання про можливість існування форм вуглецю з sp-гібридизацією атомів неодноразово розглядалося
теоретично. Ще в 1885 році німецький хімік Адольф Байєр намагався синтезувати вуглець ланцюгової структури з похідних ацетилену ступінчастим методом. Однак спроба Байєра отримати поліїн (сполуку, що містять в молекули не менше трьох ізольованих або сполучених зв'язків С ≡ С) виявилась невдалою, він отримав вуглеводень, що складається з чотирьох молекул ацетилену, з'єднаних у ланцюжок, що виявилась надзвичайно нестійкою. Нестійкість нижчих поліїнів стала підставою для створення Байєром теорії напруги, в якій він постулював неможливість
отримання вуглецю ланцюгової структури. Авторитет вченого охолодив інтерес дослідників до синтезу поліїну, і роботи в цьому напрямку надовго припинилися.
Одновимірна (лінійна) форма вуглецю довгий час залишалася відсутньою ланкою в алотропія вуглецю. Важливим стимулом для відновлення робіт у цьому напрямку було відкриття в 1930-і роки представників поліацетіленового ряду в природі. У деяких рослинах і нижчих грибах були виявлені сполуки поліїнового ряду, що містять до п'яти сполучених ацетиленових груп. Одними з перших, хто наважився кинути виклик авторитету попередників, стали завідувач лабораторією високомолекулярних сполук ІНЕОС Василь Володимирович Коршак і Олексій Михайлович Сладков. Проведена ними робота привела до відкриття нової лінійної алотропної форми вуглецю.
На початку 60-х років радянські хіміки В. В. Коршак, А. М. Сладков і В.І.Касаточкін каталітичним окисненням ацетилену синтезували «одномірний» полімер вуглецю і назвали його, за пропозицією А. М. Сладкова, карбіном (корінь «карб» від carboneum — вуглець, а закінчення «ін» прийнято в органічній хімії для речовин, що містять потрійні зв'язки). Атоми вуглецю з'єднані в ланцюжок одинарними і
потрійними зв'язками, які чергуються.
Диплом на відкриття карбіну.
За словами першовідкривачів карбіну, найскладнішим для них було визначити, якими ж зв'язками з'єднані в ланцюжок атоми Карбону. Це могло бути чергуювання одинарних та потрійних зв'язків (-С≡С-С≡С-), або лише
подвійних зв'язків (=С=С=С=С=), або і тих, і інших одночасно. Лише через кілька років вдалося довести, що в отриманому карбіні подвійних зв'язків немає. Підтвердженням поліїнової будови ланцюжків стало утворення щавлевої кислоти при озонуванні карбіну:
Однак теорія допускала існування і вуглецевого лінійного полімеру тільки з подвійними зв'язками, який і був отриманий в 1968 році аспіранткою Сладкова В.П. Непочатих: зустрічний синтез (відновленням полімерного гліколя) привів до утворення лінійного полімеру вуглецю з кумуленовими зв'язками, який назвали полікумуленом. Доказом наявності подвійних зв'язків в отриманомій речовині став той факт, що при озонуванні полікумулену утворюється тільки карбон діоксид:
(=C=C=)n –→O3 2nCO2
Отже, були отримані дві форми лінійного вуглецю: поліїнова (–С≡С–)n,
або α-карбін, і полікумуленова (=С=С=)n, або β-карбін.
Історія хімії знає чимало прикладів, коли яку-небудь речовину, отриману в лабораторії, знаходили потім у природі. Так сталося і з карбіном. У журналі «Science» було опубліковане повідомлення, що в кратері Ріс, розташованому недалеко від Мюнхена, науковці знайшли мінерал, який складається практично з чистого вуглецю. До загального подиву його структура нітрохи не нагадувала ні алмаз, ні графіт. А от з карбіном у нього багато спільного, і насамперед — однакова структура елементарної комірки. Правда, параметри граней ґратки різні, але величини їх кратні. Крім того, речовина з кратера Ріс сірого кольору. Такі розбіжності легко пояснюються хоча б з того погляду, що порівнювані сполуки — полімери, властивості яких значною мірою залежать від ступеня полімеризації. До того ж якщо це не алмаз і не графіт то йому нічим бути, крім як природним карбіном. Так воно і виявилося. Дифракція рентгенівських променів у вуглеці, знайденому в Баварії, і у вуглеці, синтезованому в лабораторії, практично однакова.
Кратер Ріс (Різ) німетчина (Баварія, містечко Нордлінген).
У 1966 р. відкрита ще одна алотропна форма вуглецю — лонсдейліт.
Відкрито в 1966 або раніше, перша публікація 1967. (Frondel, C.; UB Marvin (1967). «Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond». Nature 214: 587-589) Одночасно він виявлений в природі, в метеоритному кратері.
В останні роки на Місяці, а потім і на Землі було знайдено незвичайний чорний алмаз — лонсдейліт, який має структуру графіту, а властивості алмаза.
Виявлений на Місяці, на Землі — у складі метеориту Каньйон Диявола. Поклади лонсделеїту знайдені у Попігайському кратері (північний схід РФ).
Арізонський кратер (Беррінджера кратер, кратер Ун Горо, Каньйон Диявола)
Великий метеоритний кратер (астроблема) в Арізоні (США).
Названий на честь Кетлін Лонсдейл, британського кристалографа.
Кетлін Лонсдейл
(1903–1971)
Нові аллотропні форми вуглецю, фулерени, були відкриті в 1985 році, включаючи наноструктуровані форми, такі як букибол і нанотрубки. Їх першовідкривачі — Роберт Керл, Гарольд Крото і Річард Смоллі — отримали Нобелівську премію з хімії в 1996 р.
Історія відкриття фулерену незвичайна. У 1973 радянські вчені Д.А. Бочвар і Е. Н. Гальперін опублікували результати квантово-хімічних розрахунків з яких випливало, що повинна існувати стійка форма вуглецю, яка
містить у молекулі 60 вуглецевих атомів і не має жодних замісників. У тій же статті була запропонована форма такої гіпотетичної молекули. Висновки цієї роботи здавалися в той час зовсім фантастичними. Ніхто не міг собі уявити, що
така молекула може існувати, і, тим більше — не уявлявся спосіб її одержання. Ця теоретична робота трохи випередила свій час і була спочатку просто забута.
У 1980-х астрофізичні дослідження дозволили встановити, що в спектрах деяких зірок, так званих «червоних гігантах», виявлені смуги, що вказують на існування чисто вуглецевих молекул різного розміру.
У 1985 англійські вчені Гарольд Крото і Річард Смоллі почали проводити дослідження вже в «земних» умовах. Вони вивчали мас-спектри пари графіту, отриманих під ударом лазерного променя, і виявили, що в спектрах є два сигнали, інтенсивність яких набагато вища, ніж всіх інших. Сигнали відповідали масам 720 і 840, що вказувало на існування великих агрегатів з вуглецевих атомів — С60 і С70. Мас-спектри дозволяють установити лише молекулярну масу частинки і не більш того, однак цього виявилося досить, щоб фантазія вчених запрацювала. У підсумку була запропонована структура багатогранника, зібраного з п'яти — і шестикутників. Це було точне повторення структури, запропонованої 12 років тому Бочваром і Гальперном.
Річард Бакмінстер Фуллер.
(1895–1983)
Американський павільйон на Експо 67, що спроектував Бакмінстер Фуллер.
На сьогодні — музей Біосфера(Монреаль, Канада).
Свою назву фулерени отримали за прізвищем архітектора Бакмінстера Фулера, котрий сконструював купол і павільйон США на виставці у Монреалі у 1967 році у вигляді сполучених пентагонів та гексагонів. Однак заради справедливості необхідно відмітити, що подібна форма є серед популярних форм Архімеда. Окрім того, збережена дерев'яна модель такої форми, яку виконав Леонардо да Вінчі, а Ейлер отримав формулу для різних поверхонь:
Nn · 6 - n = 12 s
де n — розмірність, Nn — кількість багатокутників розмірності n, s — характеристика кривизни поверхні. Так як s = 1 для кулі та s = 0 для площини, то із формули (1) випливає, що для утворення сферичної поверхні необхідно 12 пентагонів n = 5 та довільна кількість
гексагонів (n = 6).
Як відомо, фулерен (C60) був відкритий групою Смоллі, Крото і Керлі в 1985 р., за що у 1996 р. ці
дослідники були удостоєні Нобелівської премії з хімії. Що стосується вуглецевих нанотрубок, то тут неможна назвати точну дату їх відкриття. Хоча загальновідомим є факт спостереження структури багатостінних нанотрубок Ііджімою (англ.) в 1991 р., існують більш ранні свідоцтва відкриття вуглецевих нанотрубок. Так, наприклад в 1974-1975 рр. Ендо та ін. опублікували ряд робіт з описом тонких трубок з діаметром менше 100
Å, приготовлених методом конденсації з пари, однак більш детального дослідження структури не було проведено. Група вчених Інституту каталізу СВ АН СРСР у 1977 році при вивченні завуглецювання залізохромових каталізаторів дегідрування під мікроскопом зареєстрували утворення «пустотілих вуглецевих дендритів», при цьому був
запропонований механізм утворення і описано будову стінок. У 1992 в Nature була опублікована стаття, в якій стверджувалося, що нанотрубки спостерігали в 1953 р. Роком раніше, в 1952, в статті радянських вчених Радушкевіча і Лук'яновича повідомлялося про електронно-мікроскопічне спостереження волокон з діаметром порядку 100 нм, отриманих при термічному розкладанні окису вуглецю на залізному каталізаторі. Ці дослідження також не були продовжені.
Леонід Олександрович Чернозатонський
(народ. ?)
Михайло Юрійович Корнілов
(народ. 1937)
професор, КНУ ім. Тараса Шевченка
Існує безліч теоретичних робіт з передбаченням даної алотропної форми вуглецю. Хімік Джонс (Дедалус) у своїй роботі розмірковував про згорнуті труби графіту. У роботі Л. О. Чорнозатонського та ін., що вийшла в той же рік, що і робота Ііджіми, були отримані і описані вуглецеві нанотруби, а М. Ю. Корнілов не тільки передбачив існування одностінних вуглецевих нанотруб в 1986 р., але і висловив припущення про їх велику пружність.
Одним з перших даних про отримання вуглецевих нановолокон, ймовірно, є патент від 1889 на синтез ниткоподібного вуглецю Хьюзом і Чамберсом. Вони використовували суміш метану і водню для вирощування вуглецевих ниток
шляхом піролізу газу з подальшим осадженням вуглецю. Говорити про отримання цих волокон напевно, стало можливо набагато пізніше, коли з'явилася можливість вивчити їх структуру за допомогою електронного мікроскопа. Перше спостереження вуглецевих нановолокон за допомогою електронної мікроскопії було зроблено на початку 1950-х років радянськими вченими Радушкевічем і Лук'яновичем, які опублікували статтю в радянському Журналі фізичної хімії, в
якій показали порожнисті графітові волокна вуглецю, які становили 50 нанометрів в діаметрі.
На початку 1970-х років, японським дослідникам Кояма і Ендо вдалося отримати вуглецеві волокна осадженням з газової фази (VGCF) з діаметром 1 мкм і довжиною більше 1 мм. Пізніше, на початку 1980-х, Тіббетс в США і Беніссад у Франції продовжили вдосконалювати процес отримання вуглецевих волокон (VGCF).
Багатошарові вуглецеві поліедральні наночастинки фулероїдного типу з унікальними нелінійними властивостями, вперше синтезовані в «НТЦ Прикладні нанотехнології» в 1996 році.
Нанобруньки відкрили у 2006 р. чотири члени дослідницької групи (Еско Кауппінен, Девід Браун, Альберт Насибулін і Хуа Дзянг) Гельсінського технологічного університету заснованої фінською компанією Oy Canatu, якій належить патент на новий матеріал і виробничий процес.
Графен є двомірним кристалом, що складається з одинарного шару атомів Карбону, зібраних в гексагональну решітку. Його теоретичне дослідження почалося задовго до отримання реальних зразків матеріалу, оскільки із графену можна зібрати тривимірний кристал графіту. Графен є базою для побудови теорії цього кристалу.
Незважаючи специфічні особливості графену, експериментального підтвердження вони не отримали до 2005 року , оскільки не вдавалося створити графен. Крім того, ще раніше було доведено теоретично, що вільну ідеальну двовимірну плівку отримати неможливо через нестабільність щодо згортання або скручування. Інтерес до графену з'явився знову після відкриття вуглецевих нанотрубок, оскільки вся первісна теорія будувалася на простій моделі нанотрубки як розгортки циліндра. Тому теорія для графену добре опрацьована.
Спроби отримання графену, прикріпленого до іншого матеріалу, почалися з експериментів, що використовують простий олівець, і продовжилися з використанням атомно-силового мікроскопа для механічного видалення шарів графіту, але не досягли успіху. Використання графіту з впровадженими (інтеркальованого графіту - сполуки, подібні графітиду калію KC8) теж не призвело до результату. У 2004 році російськими та британськими вченими була опублікована робота в журналі Science, де повідомлялося про отримання графену на підкладці окисленого силіцію. Андрію Гейму і Костянтину Новосьолову з Манчестерського університету вдалося відділити кристаліт товщиною в один атом (графен) від об'ємного графіту в 2004 році.
Гейм отримав декілька нагород за свої піонерські дослідження графену, в тому числі в 2007 році медаль Мотта, в 2008 році премію Europhysics (спільно з Новосьоловим), а в 2009 році премію Körber. У 2008 і 2009 роках, Reuters пропонують його в якості одного з фаворитів на Нобелівську премію в галузі фізики. 5 жовтня 2010 р. Нобелівська премія з фізики була присуджена Андрію Гейму і Костянтину Новосьолову з Манчестерського університету за їх роботу над графеном.
Андрій Костянтинович Гейм
(народ. 1958)
Костянтин Сергійович Новосьолов
(народ. 1974)
Нобелівська премія з фізики 2010 р. За роботу над графеном.
Термін графен вперше з'явилася в 1987 р., щоб описати окремі шари графіту.
У 2011 році вчені з Національної радіоастрономічної обсерваторії оголосили, що їм, ймовірно, вдалося зареєструвати графен в космічному просторі (планетарні туманності в Магелланових хмарах).
Скловуглець був вперше одержаний в лабораторії Carborundum Company, Манчестер, Великобританія, в середині 1950-х років Бернардом Редферном. Він виявив що скотч, який він використовував для утримання зразків кераміки (сопла ракет) в печі, набуває особливої структури після випалювання в атмосфері інертного газу.
11 жовтня 2011, дослідження, проведені в Геофізичної лабораторії Карнегі очолювані Стенфордцями, Венді Л. Мао і
її аспірантка Ю Лін описали новий вид скловуглецю, який формується під високим тиском і за твердістю рівний алмазу. Дослідження тривають.
Венді Лі-Вен Мао та її аспірантка Ю Лін (сидить)
Назва Карбон походить від лат. carbo (вугілля). Слово це дуже давнього походження. Його порівнюють з cremare — горіти; корінь саr, cal, російське гар, гал, гол, санскритське ста означає кип'ятити, варити. Зі словом "carbo" пов'язані назви вуглецю і на інших європейських мовах (carbon, charbone та ін.).
Давньоруська угорати, або угарати (обпалювати) має корінь гор, або гар, з можливим переходом в гол; вугілля по-древньоруські югъль, або угъль, того ж походження. Тогож походження й украънське вугіль та вугілля, а також вуглець.
Слово алмаз (Diamante) походить від давньогрецького αδαμας — незламний, непохитний,
твердий, а графіт від грецького γράφω — пишу.
Вуглець у природі зустрічається як у вільному стані (алмаз, графіт, карбін і лонсдейліт, фулерен, вуглецеві нанотрубки), так і у вигляді різноманітних сполук. Середній вміст вуглецю у земній корі 2,3·10-2 %
(мас); основна маса вуглецю концентрується в осадових гірських породах. Вуглець накопичується у верхній частині земної кори, де його присутність пов'язана в основному з живою речовиною, кам'яним вугіллям, нафтою, антрацитом, а також з
доломітами і вапняками.
Основна маса Карбону в земній корі знаходиться у вигляді природних карбонатів (вапняки і доломіт), горючих копалин
— антрацит (94-97% С), буре вугілля (64-80% С), кам'яне вугілля (76-95% С), горючі сланці (56-78% С), нафту (82-87% С), горючих природних газів (до 99% метану), торф (53-56% С), а також бітуми і ін.
Антрацит
Кам’яне вугілля
Буре вугілля
10-тонний шматок бурого вугілля в Музеї бурого вугілля в Японії
Горючі сланці
Торф
Природні бітуми з Мертвого моря
Бітумне оголення Пюі де ля Пуа, Клермон-Ферран, Франція
Озокерит
Зразки сирої нафти (геологічний музей А. А. Штукенберга)
Відомо понад 100 мінералів Карбону, серед яких найбільш поширені карбонати Кальцію, Магнію і Феруму. Він входить до
складу кам'яного вугілля, нафти і природного газу, а також різних мінералів: мармуру, крейди і вапняку — CaCO3, доломіту — CaCO3·MgCO3, магнезиту — MgCO3, малахіту — CuCO3·Cu(OH)2 тощо.
Мармур
Природна крейда
Вапняк
Доломіт
Магнезит
Малахіт
Запаси вугілля складають близько 900 млрд тонн, а запаси нафти близько 150 гігатонн. Відкриті джерела природного газу становлять близько 175 1012 кубічних метрів (що становить близько 105 Гт вуглецю), але вважається, що є ще близько 900 1012 кубометрів "нетрадиційного" газу, наприклад, сланцевого газу, що складає близько 540 гігатонн вуглецю. В
минулому, обсяги вуглеводневої сировини, були більші. В період з 1751 по 2008 рік близько 347 гігатонн Карбону були випущені у вигляді вуглекислого газу в атмосферу в результаті спалювання викопного палива. Карбон також замкнений, у вигляді метану і гідратів метану в полярних регіонах.
В атмосфері і гідросфері знаходиться у вигляді карбон діоксиду СО2, в повітрі 0,046% СО2 за масою,
у водах річок, морів і океанів в ~ 60 разів більше.
Собача печера — печера, що розташована біля Неаполя, Італія. Свою назву отримала внаслідок заповнення її нижної половини тяжчим за повітря вуглекислим газом, через що в печеру не можна заходити із собакою та іншими дрібними тваринами, бо вони можуть задихнутись. Вуглекислий газ виділяється через чисельні дрібні тріщини, розташовані на дні печери
Собача печера — це порожнина, розташована в кратері Агнано, древній погаслий вулкан в районі Кампі Флегреі, де є кілька природних явищ, пов'язаних з вулканізмом у цьому районі. В даний час найбільш добре відоме
явище пов'язане з викидами.
В цю невелику порожнину, розташовану в південно-східній частині кратера, мандрівник вісімнадцятого століття описав, як чотири фути завдовжки і один шириною. У цій печері існує проблема викидів парів води і діоксиду вуглецю: останній важчий за повітря має тенденцію накопичуватися в нижній частині до 30 - 40 см від землі.
Карбон входить до складу рослин і тварин (~ 18%). В організм людини Карбон надходить з їжею (в нормі близько 300 г на добу). Загальний вміст Карбону в організмі людини сягає близько 21% (15 кг на 70 кг маси тіла). Карбон становить 2/3 маси м'язів і 1/3 маси кісткової тканини. Виводиться з організму переважно з повітрям, що видихається (вуглекислий
газ) і сечею (сечовина).
Кругообіг Карбону в природі включає біологічний цикл, виділення СО2 в атмосферу при згоранні викопного
палива, з вулканічних газів, гарячих мінеральних джерел, з поверхневих шарів океанічних вод та ін. Біологічний цикл полягає в тому, що Карбон у вигляді СО2 поглинається з тропосфери рослинами. Потім з біосфери знову повертається в геосферу: з рослинами вуглець потрапляє в організм тварин і людини, а потім при гнитті тваринних і рослинних матеріалів - в грунт і у вигляді СО2 — в атмосферу.
Колообіг Карбону в природі
Важливу роль Карбон відіграє в космосі; на Сонці Карбон посідає 4-е місце за поширеністю після Гідрогену, Гелію та
Оксигену, ядра Карбону беруть участь у процесах нуклеосинтезу (вуглецево-азотний цикл, потрійна α-реакція).
В пароподібному стані і у вигляді сполук з Нітрогеном і Гідрогеном Карбон виявлений в атмосфері Сонця, планет, він знайдений в кам'яних і залізних метеоритах.
Більшість сполук Карбону, і насамперед вуглеводні, мають яскраво виражений характер ковалентних сполук. Міцність простих, подвійних і потрійних зв'язків між атомами С, здатність утворювати стійкі ланцюги та цикли з атомів С обумовлюють існування величезної кількості карбонвмісних сполук, що вивчаються органічною хімією.
У природі зустрічається мінерал шунгіт, в якому міститься як твердий вуглець (≈ 25%), так і значні кількості силіцій оксиду (≈ 35%).
Карбон-14 утворюється у верхніх шарах тропосфери і стратосфери, на висоті 9-15 км, на реакцію, яка осідає під дією космічних променів. Теплові нейтрони, які стикаються з ядрами Нітрогену-14, утворюючи Карбон-14 і протон.
Алмаз — зазвичай безбарвний прозорий мінерал класу самородних неметалів. Відноситься до дорогоцінних каменів. Алмази можуть бути як природними, так і синтетичними.
Алмаз — рідкісний, але разом з тим досить широко розповсюджений мінерал. Промислові родовища алмазів відомі на всіх континентах, окрім Антарктиди. Відомо кілька видів родовищ алмазів. Уже кілька тисяч років тому алмази в промислових масштабах добувалися з розсипних родовищ.
Лише до кінця XIX століття, коли вперше були відкриті алмазоносні кімберлітові трубки, стало зрозуміло, що алмази не утворюються в річкових відкладеннях.
Про походження і вік алмазів досі немає точних наукових даних. Вчені дотримуються різних гіпотез - магматичної, мантійної, метеоритної, флюідної, є навіть кілька екзотичних теорій. Більшість схиляються до магматичної
і мантійної теорій, до того, що атоми Карбону під великим тиском (як правило, 50000 атмосфер) і на великий (приблизно 200 км) глибині формують кубічну кристалічну решітку - алмаз. Камені виносяться на поверхню вулканічною магмою під час формування так званих «трубок вибуху».
Вік алмазів, за даними деяких досліджень, може бути від 100 мільйонів до 2,5 мільярдів років.
Найбільші родовища алмазу розташовані в Південній Африці та в Якутії. Щорічний світовий видобуток алмазу становить приблизно 300 кг.
Кімберлітова трубка "Мир".
Вона є найбільшим алмазним кар'єром республіки Якутія, а за деякими даними - і всього світу, і містить чверть світових запасів алмазів. При діаметрі в 1200 метрів вона йде в землю на 515 метрів, звужуючись біля основи до 50 метрів.
Кар'єр Дьявік.
Кар'єр Дьявік, розташований в канадській провінції поблизу міста Йеллоунайф, є одним з найбільших відкритих алмазних рудників в світі. Його глибина - 525 метрів, а діаметр - близько 1200 метрів. На руднику щодня видобувається близько 20 000 карат, тобто близько 4 кілограмів, алмазів.
Промислові родовища алмазів пов'язані з кімберлітовими і лампроїтовими трубками, приуроченими до стародавніх кратонів. Основні родовища цього типу відомі в Африці, Росії, Австралії та Канаді. Згідно з матеріалами Кімберлійського процесу, світовий видобуток алмазів у вартісному вираженні в 2008 році склала $ 12,732 млрд. (виросла на 6,7% в порівнянні з попереднім роком). За оцінкою компанії «Де Бірс», в 2004 році видобуток алмазів (у вартісному вираженні) в країнах-лідерах склала:
Ботсвана - 2,9 млрд дол;
Росія - 2 млрд. дол;
Канада - 1,4 млрд. дол;
ПАР - 1,3 млрд. долл.;
Ангола - 1,2 млрд. дол;
Намібія - 0,7 млрд. дол.
Потужності діючих родовищ, ступінь їх виробки, і очікуване введення в експлуатацію нових родовищ дозволяють припустити, що в середньо- і довгостроковій перспективі на світовому ринку буде спостерігатися стійке перевищення попиту над пропозицією, що створює передумови для зростання цін на алмази.
Відомі метеоритні алмази, позаземного, можливо - досонячного, походження. Алмази також утворюються при ударному метаморфізмі при падінні великих метеоритів, наприклад, в Попігайський астроблемі на півночі Сибіру.
Супутникова фотографія кратера Попігай, зроблена НАСА.
Кратер Попігай - метеоритний кратер в Сибіру, в басейні річки Попігай, ділить четверте місце в світі за розміром з кратером Манікуаган в Канаді. Діаметр кратера - 100 км, він розташований в основному на території Якутії, частково в Таймирському АО. Територія кратера практично не заселена, найближчий населений пункт - село Хатанга знаходиться приблизно в 400 км на північний захід від центру кратера.
Кімберліт.
Кімберліт - тип вулканічної породи, відомої тим, що іноді містить алмази. Названа так на честь міста Кімберлі в Південній Африці, де в 1871 році був знайдений алмаз вагою 85 карат (16,7 г).
В останні роки алмаз почали одержувати штучно при дуже високих тисках і високій температурі.
Синтетичні алмази різних кольорів вирощені високотемпературною технікою та технікою високих тисків.
В даний час існує велике промислове виробництво синтетичних алмазів, яке забезпечує потреби в абразивних матеріалах. Для синтезу використовується кілька способів:
метод CVD (вирощування із газового середовища);
метод HPHT (кристалізація із високовуглецевих сплавів);
метод детонаційного синтезу (вибух (детонація) карбонвмісних вибухових сполук);
дія ультразвуку на графіт.
ВІДЕО: Алмазні копальні (Канада)
Переглянути відео
МЕТОД CVD.
CVD (Chemical vapor deposition - Хімічне осадження з парової фази).
Метод CVD - це метод, в якому алмази можуть бути вирощені суміші вуглеводнів. З початку 1980-х
років, цей метод був предметом інтенсивних досліджень у всьому світі. У той час як масове виробництво високоякісних кристалів алмазу зробити HPHT метод більш придатним для промислового застосування, простота методу CVD пояснює його популярність в науково-дослідницьких лабораторіях. Переваги методу CVD включають можливість вирощувати алмаз на великих площах і на різних підкладках, а також точний контроль над вмістом хімічних домішок і, отже, над властивостями виготовленого алмазу. На відміну від HPHT, метод CVD не потребує високого тиску, так як вирощування зазвичай
відбувається при тиску до 27 кПа.
Вирощування методом CVD включає в себе підготовку підкладки, підживлення різними кількостями газів в камері і активізації їх. Підготовка підкладки включає в себе вибір відповідного матеріалу і його кристалографічної орієнтацією, очистки, часто шліфувальним алмазним порошком (не алмазної підкладки), а також оптимізації температури підкладки (близько 800 °C) протягом росту за допомогою ряду спроб. Гази завжди включають джерело Карбону, як правило, метану і водню з типовим співвідношенням 1:99. Водень є істотним, оскільки він вибірково витравлює неалмазний вуглець. Гази іонізуються до хімічно активних радикалів в камері за допомогою мікрохвильової енергії, гарячої дротини, дугового розряду, зварювального пальника, лазера, променя електронів, або іншими засобами.
Сучасні способи отримання алмазів використовують газове середовище, що складається з 95% водню і 5% карбонвмісного газу (пропану, ацетилену), а також високочастотну плазму, сконцентровану на підкладці, де утворюється сам алмаз (CVD). Температура газу від 700-850 °C при тиску в тридцять разів менше атмосферного. В залежності від технології синтезу, швидкість росту алмазів від 7 до 180 мкм/год на підкладці. При цьому алмаз осідає на підкладці з металу або кераміки за умов, які в загальному стабілізують не алмазну (sp3) а графітну (sp2) форму вуглецю. Стабілізація алмазу пояснюється в першу чергу кінематичними процесами на поверхні підкладки. Принциповою умовою для осадження алмаза є можливості підкладки утворювати стабільні карбіди (у тому числі і при температурах осадження алмаза: між 700 °C і 900 °C). Так наприклад осадження алмазу можливе на підкладках з Si, W, Cr і не можливо (на пряму, або тільки з проміжними шарами) на підкладках з Fe, Co, Ni.
Ряд форм методу CVD широко використовуються і часто згадуються в літературі. Ці процеси відрізняються, хімічними реакціями ініціації (тобто, процесом активації) та умовами процесу.
Класифікація за робочим тиском:
Atmospheric pressure CVD (APCVD) - CVD метод при атмосферному тиску.
Low-pressure CVD (LPCVD) - CVD метод при тиску нижче атмосферного. Більшість сучасних CVD процесів або LPCVD або UHVCVD.
Ultrahigh vacuum CVD (UHVCVD) - метод при дуже низькому тиску, як правило, нижче 10-6 Па.
Класифікація за фізичними характеристиками пара:
Aerosol assisted CVD (AACVD) — метод CVD, в якому транспортуються прекурсори на підкладку за допомогою рідиннного/газового аерозолю, який може бути отриманий дією ультразвуку.
Direct liquid injection CVD (DLICVD) - метод CVD, в якому прекурсори у вигляді рідини (рідкі або тверді розчиняють у розчиннику).
Плазмові методи (див. також плазмової обробки):
Microwave plasma-assisted CVD (MPCVD)
Plasma-Enhanced CVD (PECVD) - метод CVD, який використовує плазму для підвищення швидкості хімічної реакції. PECVD обробка дозволяє осадження при низьких температурах, що часто має вирішальне значення у виробництві напівпровідників.
Remote plasma-enhanced CVD (RPECVD) - подібнтй до PECVD за винятком того, що пластинку-підкладку пощають не безпосередньо в області розряду. Видалення пластини з області плазми дозволяє працювати за температур близьких до кімнатної.
Схема PECVD установки.
Atomic layer CVD (ALCVD) - розміщення послідовних шарів різних речовин для створення шаруватих кристалічних плівок.
Combustion Chemical Vapor Deposition (CCVD) - цей метод є відкритим й базується на техніці полум'яного нанесення високоякісних тонких плівок і наноматеріалів.
Hot wire CVD (HWCVD) - також відомий як каталітичний CVD (Cat-CVD) або CVD гарячої дротини (HFCVD). Використання гарячої дротини для хімічного розкладання вихідних газів.
Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) - CVD-процеси на основі металоорганічних сполук.
Hybrid Physical-Chemical Vapor Deposition (HPCVD) - осадження з парової фази, яке включаює в себе як хімічне розкладання газоподібного прекурсору, так і випаровування твердих тіл.
Rapid thermal CVD (RTCVD) - CVD метод, у якому використовують нагрівальні лампи або інші методи для швидкого нагрівання пластин підкладки.
Vapor phase epitaxy (VPE).
Алмаз вирощений методом CVD.
ВІДЕО: Вирощування алмазів (метод CVD)
Переглянути відео
МЕТОД HPHT.
В HPHT методі, існують три основні конструкції преса, що використовуються для створення тиску і температури, необхідних для виробництва синтетичних алмазів: стрічковий прес, кубічний прес і прес спліт-сфера (BARS).
Оригінальний винахід General Electric здійсьнений Трейсі Голлом використовує стрічковий прес в якому верхня і нижня
наковальні створювали тиск на внутрішню циліндричну камеру. Цей внутрішній тиск обмежується радіально від пояса попередньо напружених смуг сталі. Наковальні також використовуються в якості електродів. У теперішніх стрічкових пресах використовується гідравлічне стиснення, а не стиснення сталевою стрічкою. Стрічкові преси все ще використовуються сьогодні, проте їх будують значно більшими.
Схема стрічкового преса.
Другий тип конструкції преса кубічний прес. Кубічний прес містить шість наковальней, які забезпечують тиск одночасно на всі грані куба. Першими багатонаковальними пресоми були чотиригранні преси, котрі використовували чотири наковальні, які сходяться на до граней тетраедра. Кубічні преси були створені невдовзі після збільшення об'єму до якого повинен бути застосований тиск. Кубічний прес, зазвичай, менший, ніж стрічковий і може швидше досягти тиску і температури, необхідних для створення синтетичних алмазів.
Схема системи BARS, розмір зовнішнього корпуса зменшено для наглядності.
ВІДЕО: Вирощування алмазів (метод HPHT)
Переглянути відео
BARS апарат є найбільш компактним, ефективним і економічним з усіх алмазо утворююючих пресів. У центрі пристрою BARS, є керамічний циліндричний "капсула синтезу" об'ємом близько 2 см3. Комірка поміщається в куб, що передає тиск матеріалу, такого як пірофілітна кераміка, яка притискається внутрішньою наковалнею з твердого сплаву (наприклад, карбіду вольфраму чи твердого сплаву VK10). Зовні октаедричну порожнину стискають 8 сталевих зовнішніх наковальні. Після монтажу вся конструкція закривається дисковидним корпусом діаметром близько 1 метра. Корпус заповнений мастилом, яке розширюється при нагріванні, і тиск мастила передається в центральну комірку. Капсула синтезу розігрівається коаксіальним графітовим нагрівачем і температура вимірюється за допомогою термопари.
Два пристрої BARS, один відкритий для навантаження або розвантаження, а інший закритий.
HPHT полягає в підготовці високовуглецевого сплаву нікель-марганець та його охолодженні під тиском у формах з твердого сплаву (типу ВК). Викристалізувалися дрібні алмази відокремлюють після розчинення металевої матриці в суміші кислот.
ВІДЕО: Вирощування алмазів 1
Переглянути відео
ВІДЕО: Вирощування алмазів 2
Переглянути відео
МЕТОД ДЕТОНАЦІЙНОГО СИНТЕЗУ.
ДНА отримують шляхом хімічних перетворень на фронті детонаційної хвилі при вибуху потужних вибухових речовин (суміш тротилу та гексогену).
Тринітротолуен
(тринітротолуол, тротил, ТНТ)
Гексоген
У газах, що утворюються при детонації ряду вибухових речовин, міститься значна кількість вільного вуглецю, з якого в умовах високих температури і тиску, що досягаються під час вибуху, формується алмазна фаза вуглецю. Наноалмази - найстійкіша термодинамічна форма вуглецю. На сьогоднішній день не існує єдиної теорії утворення ДНА. Згідно уявлення про термодинаміку утворення ДНА, основним аспектом, що забезпечує можливість виникнення алмазів у процесі адіабатичного розпаду вуглецю вибухової речовини з негативним кисневим балансом, є факт конденсації вільного вуглецю в алмазної або
рідкої фазі. Адіабатичне розширення продуктів детонації настає вслід за детонацією. При цьому умови стабільності алмазу зберігаються недовго. Якщо щільність продуктів детонації близька до початкової щільності вибухової речовини, то умови стабільності алмазу змінюються умовами стабільності графіту. При адіабатичному розльоті тиск продуктів детонації падає швидше температури, тому термодинамічний стан вуглецевої компоненти виявляється в області стійкості графіту при високій температурі, що сприяє фазовому переходу алмазу в графіт. Але при деякій температурі швидкість графітизації знижується і тому на цих (останніх) стадіях розльоту продуктів детонації кількість вуглецю, який перейшов з алмазної фази в графітну, стає дуже малим - це «заморозка» графітизації і збереження алмазної фази. Таким чином, перехід алмаз-графіт відбувається за умови перевищення температури заморозки графітизації. Якщо Т >> Тзам, то весь алмаз встигає перетворитися в графіт, і в охолоджених продуктах детонації УДА не виявляється. Таким чином, температура має вирішальне значення, і в цьому процесі вона багато в чому визначається конфігурацією заряду (теплопровідністю середовища). Оптимальними умовами утворення УДА в детонаційній хвилі і його збереження є відносно високий тиск при низькій температурі продуктів детонації. Таким чином, в детонаційному синтезі наноалмазів присутні 3 стадії:
Утворення вільного вуглецю в результаті детонаційного перетворення вибухової речовини.
Швидке розширення продуктів детонації та охолодження алмазних часток нижче температури графітизації.
Інтенсивний тепломасообмін між продуктами детонації і середовищем, що оточує заряд.
Установка для одержання наноалмазної шихти.
(Копейський завод "Пластмасс")
Мікронних розмірів кристалів алмазу можуть бути синтезовані з суспензії графіту в органічнійї рідині при атмосферному тиску і кімнатній температурі з використанням ультразвукової кавітації. Вихід алмазів складає близько 10% від початкового ваги графіту. Орієнтовну вартість алмазів одержаних за допомогою цього методу можна порівняти з HPHT методом. Цей метод вимагає відносно простого обладнання і процедур, але це тільки було повідомлено двома дослідницькими групами, і не має промислового застосування (станом на 2009 рік). Численні параметри процесу, такі, як підготовка вихідного порошку графіту, вибір потужності ультразвуку, час синтезу і вибір розчинника, ще не оптимізовані.
У 1694 році італійські вчені Дж. Аверані і К.-А. Тарджоні при спробі сплавити кілька дрібних алмазів в один великий виявили, що при сильному нагріванні алмаз згорає, як вугілля. У 1772 році Антуан Лавуазьє встановив, що при згоранні алмаза утворюється карбон діоксид. У 1814 році Гемфрі Деві і Майкл Фарадей остаточно довели, що алмаз є хімічним родичем вугілля і графіту.
Гемфрі Деві
(1778–1829)
Майкл Фарадей
(1791–1867)
Відкриття наштовхнуло вчених на думку про можливість штучного створення алмазу. Перша спроба синтезу алмаза була зроблена в 1823 році засновником Харківського університету Василем Каразіним, який при сухій перегонці деревини при сильному нагріванні отримав тверді кристали невідомої речовини. У 1893 році професор К. Д. Хрущов при швидкому охолодженні розплавленого срібла, насиченого вуглецем, також отримав кристали, які дряпали скло і корунд. Його досвід був успішно повторений Анрі Муассаном, що замінив срібло на залізо. Пізніше було встановлено, що в цих дослідах синтезувався не алмаз, а карбід кремнію (муассаніт), який має дуже близькі до алмазу властивості.
Василь Назарович Каразін
(1773–1842)
Імператорський університет в місті Харків, стародавня будівля.
(Вигляд будівлі університету незадовго після заснування)
Харківський університет є першим університетом заснованим у Російській імперії.
Головний корпус Харківського університету
(сучасний вигляд)
Джеймс Баллантайн Хенней
(1855–1931)
Численні спроби синтезу алмазів були здійснені між 1879 і 1928, більшість з цих спроб були ретельно проаналізовані, але ні один не був підтверджений. Так, у 1879 році шотландський хімік Джеймс Хенней виявив, що при взаємодії лужних металів з органічними сполуками відбувається виділення вуглецю у вигляді лусочок графіту і припустив, що при проведенні подібних реакцій в умовах високого тиску вуглець може кристалізуватися у формі алмазу. Після ряду
експериментів, в яких суміш парафіну, кісткового масла і літію тривалий час витримувалися в запаяній нагрітої до червоного розжарювання сталевій трубі, йому вдалося отримати декілька кристалів, які після незалежного дослідження були визнані алмазами. У науковому світі його відкриття не було визнано, оскільки вважалося, що алмаз не може утворюватися при таких низьких тисках і температурах. Повторне дослідження зразків Хеннея, проведене в 1943 році з
застосуванням рентгенівського аналізу, підтвердило, що отримані кристали є алмазами, однак професор К. Лонсдейл, яка проводила аналіз, знову заявила, що експерименти Хеннея є містифікацією.
Фердинанд Фредерік Анрі Муассан
(1852–1907)
Іншу спробу одержати алмаз здійсьнив Фердинанд Фредерік Анрі Муассан в 1893 році. Подібно, як і Хенней, він проводив прожарювання вугілля та заліза при температурі до 3500 °C всередині вуглецевої тигля в печі. У той час як Ханней використовували полум'я для нагріву труб, Муассан застосував свою недавно розроблену електродугову піч, в якій електрична дуга була пропускалась між вугільними стрижнями всередині блоків вапна. Розплавлене залізо потім швидко охолоджувалось зануренням у воду. Скорочення спричинене охолодженням нібито проводилось під високим тиском, необхідним для перетворення графіту в алмаз. Муассан опублікував свою роботу в серії статей, в 1890-х років.
Анрі Муассан намагається створити синтетичні алмази за допомогою електродугової печі.
У 1940-х роках почалися систематичні дослідження в США, Швеції та СРСР з вирощува алмазів CVD і HPHT методами.
У 1941 році було укладено угоду між компаніями General Electric (GE), Norton і Carborundum про подальший розвиток синтезу алмаза. Вони були в стані нагріти вуглець до 3000 °C при тиску 3,5 ГПа протягом декількох секунд. Незабаром після другої світової війни перервано проект. Він був відновлений в 1951 році в Скенектадській лабораторії General Electric, і для синтезу алмазів за високого тиску була сформована група з Ф. П. Банді і Г. М. Стронг.
Трейсі Голл та інші приєдналися до цього проекту пізніше.
Персі Бріджмен
(1882–1961)
Говард Тейсі Голл
(1919–2008)
Група Скенектаді поліпшила наковальні розроблені Персі Бріджменом, який отримав Нобелівську премію з фізики за свою роботу в 1946 році. Банді і Стронг зробили перші поліпшення, потім ще були зроблені покращення Голлом. Команда GE використали наковальні із карбіду вольфраму в гідравлічному пресі для стиснення вуглецевого зразка в катлінітовому контейнері, готовий пісок витіснявся з контейнера через прокладку. Команда провела синтез алмаза в одному випадку, але експеримент не може бути відтворений через невизначеність умов синтезу, і як пізніше було показано, природні алмази були використані в якості затравок.
Голл здійсьнив перший комерційно успішний синтез алмазів 16 грудня 1954, і це було оголошено 15 лютого 1955 року. Його прорив за допомогою "стрічковий" пресу, який був здатний виробляти тиск вище 10 ГПа і температур у вище 2000 °C. У пресі використали пірофіллітовий контейнер, в якому графіт був розчинений у розплаві нікелю,
кобальту і заліза. Ці метали були в якості "розчинника-каталізатора", який, розчиняв вуглець і прискорював перетворення його на алмаз. Найбільший алмаз, який він одержав мав розмір 0,15 мм (0,0059 дюйма) в діаметрі,
він був занадто малий, і візуально недосконалий для ювелірних виробів, але міг використовуватися в промислових абразивах. Співробітники Голла змогли повторити свою роботу, і відкриття було опубліковано в журналі Nature. Він був першою людиною, якій вдалося виростити синтетичний алмаз відтворюваним, таким що піддається перевірці і добре задокументованим методом. Він залишив GE в 1955 році, а через три роки розробили новий апарат для синтезу алмаза тетраедричний прес з чотирма наковальнями, щоб уникнути розголосу департамент торгів США таємно видав патент GE. Голл отримав премію Американської Хімічного Товариства для творчих винаходів за роботу по синтез у алмазів.
Стрічковий прес KOBELCO виготовлений в 1980 році.
У 1961 році з'явилися перші публікації фірми «DuPont» про реалізацію ідей отримання алмазу шляхом прямого фазового переходу з графіту. Синтез проводився з використанням енергії вибуху, або безпосередньо з продуктів вибуху деяких вибухівок, з негативним кисневим балансом (роботи Шабаліна), особливо зручний для отримання алмазів тротил. Це найбільш дешевий спосіб отримання алмазів, проте, «вибухові алмази» дуже маленькі і придатні лише для абразивів і напилень.
Незалежний синтез алмазів був здійсьнений 16 лютого 1953 року в Стокгольмі ASEA (Allmänna Svenska elektriskā Aktiebolaget), однією з головних електричних шведських компаній-виробників. Починаючи з 1949 року, ASEA працювала команда з п'яти вчених та інженерів у рамках надсекретного алмазного проекту під кодовою назвою Квінт. Команда використовувала громіздку розрізану сферу апарат розроблений Балтазаром фон Платеном і Андерсом Кампе. Тиск в пристрої підтримується, за оцінками, 8,4 ГПа протягом години. Було добуто кілька дрібних алмазів. Робота не повідомлялося до 1980-х років. У 1980, новий конкурент з'явився в Кореї, компанія під назвою Ільїн Алмазний;. За ним послідували сотні китайських підприємств. Ільїн Алмазна нібито здійснюється синтез алмазів в 1988 році незаконно привласнивши торгові секрети GE.
Синтетичні кристали алмазу ювелірної якості були вперше одержані у 1970 році GE, про що оголошено в 1971 році.
Перші камені ювелірної якості завжди були від жовтого до коричневого кольору через забруднення Нітрогеном.
BARS технологія була винайдена близько 1989-1991 вченими з Інституту геології і геофізики Сибірського відділення Академії наук СРСР. Це удосконалело метод HPHT.
CVD і HPHT методи, як і раніше домінують у виробництві синтетичних алмазів.
В СРСР під керівництвом Є. І. Забабахіна вчені ВНДІТФ в 1962 р. К. В. Волков, В. В. Даниленко та В. І. Еліна синтезували алмази ударним стиском графіту і сажі в сферичних і циліндричних ампулах збереження, а в 1963 р для підвищення виходу алмаза використовували стиснення суміші графіту з металом-охолоджувачем. У 1962 р. Даниленко запропонував заміну ампульного синтезу на безампульний з проведенням вибухів у вибуховій камері. При цьому графіт містився безпосередньо в циліндричний заряд зі сплаву тротил/гексоген ТГ40, а для придушення графітизації і зниження швидкості розвантаження алмаза, що утворюється, заряд оточувався водяною оболонкою. Це забезпечило різке збільшення виходу алмазу. У липні 1963 р був виконаний контрольний дослід із зарядом без графіту, що підтвердив припущення про синтез алмазу з вуглецю продуктів детонації (ПД). На підставі фазової діаграми вуглецю і значень P, t точки Жуге при детонаційному розкладанні вибухової речовини було показано, що вільний вуглець повинен конденсуватися у формі алмазу. При цьому вибухова речовина повинна володіти негативним кисневим балансом. Головною перевагою конденсації атомарного вуглецю продуктів детонації в порівнянні з синтезом з графіту є те, що в даному процесі відсутня необхідність витрачання енергії і часу на руйнування або перебудову вихідної кристалічної решітки графіту. Проблема в цьому випадку полягає в збереженні ультрадисперсного алмазу (УДА) від окислення і графітизації. У 1963-1965 рр. показано вирішальне значення охолодження ПД за рахунок перетворення потенційної енергії ПД в кінетичну енергію оболонки, що оточує заряд. Заряд ПГ 40, сформований у формі подовженого циліндра, давав вихід УДА 8-12% від
маси заряду при утриманні УДА в шихті до 75%. У США перше повідомлення про синтез УДА з'явилося тільки в 1988 р. Їх вміст у сажі, за повідомленням авторів, склало 25%. Таким чином, Росії належить пріоритет у синтезі детонаційних наноалмазів. Однак, незважаючи на серію вдалих експериментальних робіт на самому початку 60-х рр., далі дослідження були практично припинені, оскільки інтенсивний розвиток в той час отримувало дослідження і виробництва алмазів каталітичного синтезу, а впровадження нових методик синтезу УДА зустріло перешкоду з боку непідготовленою
промисловості. У 1982 р синтез наноалмазів був налагоджений відразу в декількох наукових центрах СРСР, однак потужності виробництва істотно перевершували потреба в наноалмазів. У 1993 р ряд виробництв було зупинено і аж до 2003 р його не відновлювали. До теперішнього часу збереглися виробництва ДНА в Санкт-Петербурзі, Снєжинську,
Білорусії і на Україні. Останнім часом інтерес до ДНА почав проявлятися у дослідників в усьому світі.
Євгеній Іванович Забабахін
(1917–1984)
В'ячеслав Васильович Даниленко
(народ. 1935)
Третій метод, відомий як метод детонаційного синтезу, увійшов на алмазний ринок наприкінці 1990-х років. У цьому процесі, зерна алмазів нанометрових розмірів створюються при детонації карбонвмісних вибухових речовин. Четвертий метод перетворення графіту потужним ультразвуком, був продемонстрований в лабораторії, але в даний час не має промислового застосування.
Лонсдейліт
Лонсдейліт утворюється при високому тиску і відносно низьких температурах (близько 1200 К) з високо орієнтованого графіту. Великі залягання лонсдейліту знайдено в Поському кратері на Північному сході Росії.
Протягом довгого часу лонсдейліт отримували виключно з графіту шляхом колосального стиснення, але пізніше було доведено, що «гексагональний алмаз» також може бути отриманий з кубічного алмазу.
Графіт
Графітові руди залежно від структури графіту підрозділяються на лускаті, щільнокристалічні та прихованокристалічні.
Найбільшу цінність мають лускаті руди, в яких графіт знаходиться у вигляді окремих кристалів у формі лусок розміром до
декількох міліметрів.
Щільнокристалічні руди містять велику кількість (до 60 – 70 %) графіту з розміром лусок менше 0,1 мм, у
прихованокристалічних рудах розміри кристалів не перевищують 1 мкм.
Родовища лускатого графіту локалізуються в гнейсах, кварцитах, мармурах (родов. Росії, Австрії, Чехії, ФРН, Індії, Бразилії, КНР, Канади, України.). Вміст вуглецю в руді лускатого графіту складає в сер. 3-18%.
Лускаті графіти за діаметром кристалів розподіляються на крупнолускаті (0,1-1,0 мм) та дрібнолускаті (0,001-0,1 мм).
Щільнокристалічний графіт утворює жили і лінзи в родовищах гідротермально-пневмалітового генезису або гнізда, лінзи і
вкрапленість в контактово-реакційних родовищах. Руди складені польовим шпатом, кварцом, рідше слюдою, карбонатом; в скарнових зонах вони збагачені ґранатом, воластонітом, піроксеном, скаполітом, а також мінералами лужних і габроїдних
порід. Вміст графіту в таких рудах 15-40% (іноді до 60-90%). Відомі родовища — Богала (Шрі-Ланка) і Ботогольське (Росія).
Прихованокристалічний графіт відрізняється незавершеною текстурою, часто містить домішку тонкодисперсної вуглецевої речовини. Складає потужні і протяжні пластоподібні поклади, іноді перехідні у вугілля. Вміст вуглецю становить 80-90%. Основні родовища розташовані в Мексіці (шт. Сонора), Південній Кореї, Австрії і т. д. Збагачується флотацією.
Добування графіту відкритим способом
Завалівське родовище, розташоване на лівому березі річки Південний Буг в Кіровоградській області (Україна).
Добування графіту шахтним способом.
Графітова шахта в місті Чеськи Крумлов (Чехія).
Графіт видобувається відкритим і підземним способами. Графіт як правило, вимагає збагачення. Це може здійснюватися вручну, вибираючи частини порожньої породи і ручного відбору продукту або шляхом дроблення порід і флотацією.
ВІДЕО: Видобуток природного графіту (відкритий спосіб, Канада, 2016)
Переглянути відео
ВІДЕО: Видобуток природного графіту (шахтний спосіб, шахта Рагедара, Шрі-Ланка)
Переглянути відео
Графіт належить до найбільш легко флотованих мінералів, але його флотованість залежить від величини кристалів,
характеру домішок та ступеня окиснення поверхні. Флотацію графіту звичайно проводять з використанням гасу (0,2 – 2,5 кг/т) і спінювача (соснового масла, Т-66 і ін.) у лужному (рН = 8 – 10) або кислому (рН = 4 – 5) середовищі, яке
створюється содою, вапном або сірчаною кислотою. Природний аполярний характер кристалів графіту, їхня луската форма і мала густина обумовлюють легку флотованість графіту і дозволяють флотувати досить великі частинки.
Одержання штучного графіту.
В промисловості графіт одержують:
Ачесонівский графіт: нагріванням суміші коксу і пеку до 2800 °C за відсутності повітря;.
Рекристалізований графіт: термомеханічної обробкою суміші, яка містить кокс, пек, природний графіт і карбідоутворюючі елементи.
Пірографіт: піролізом з газоподібних вуглеводнів при температурі 1400-1500 °C у вакуумі з подальшим нагріванням утвореного піровуглецю до температури 2500-3000 °C при тиску 50 МПа (утворився продукт - пірографіт; в електротехнічній промисловості застосовується назва «електрографіт»).
Доменний графіт: виділяється при повільному охолодженні великих мас чавуну.
Карбідний графіт: утворюється при термічному розкладанні карбідів.
Процес одержання штучного графіту був винайдений Едвардом Гудричем Ачесоном. В середині 1890-х років Ачесон перегрівши карборунд, який він також відкрив, виявив утворення майже чистого графіту. При вивченні впливу високих температур на карборунд, він виявив, що силіцій випаровується близько 4150 °C, залишаючи вуглець у формі графіту.
Перша фірма з одержання штучного графіту Acheson Graphite Co. була утворена в 1899 році. У 1928 році ця компанія об'єдналася з Національною компанією Carbon (нині GrafTech International).
Аморфний вуглець
На практиці, як правило, перераховані нижче аморфні форми є хімічними сполуками з високим вмістом вуглецю, а не чистою алотропною формою Карбону!
Стан вуглецю з неврегульованою структурою — (сажа, кокс, деревне вугілля). У природі не зустрічається. Його одержують штучно з різних сполук, що містять вуглець. Аморфний вуглець, або просто аморфне вугілля, насправді є кристалічним, але його кристалики такі малі, що їх не видно навіть у мікроскоп. Фізичні властивості «аморфного» вуглецю значною мірою залежать від дисперсності частинок та від наявності домішок.
Найважливішими технічними сортами аморфного вуглецю є сажа і деревне вугілля.
Сажа являє собою найчистіший аморфний вуглець.
Сажа
За способом виробництва сажі ділять на три групи: канальні, пічні та термічні.
Канальні (дифузійні) сажі отримують при неповному спалюванні природного газу або його суміші з мастилом (наприклад, антраценовим) в так званих пальникових камерах, забезпечених щілинними пальниками. Усередині камер розташовані охолоджувальні поверхні, на яких сажа осідає з дифузійного полум'я.
Пічні сажі отримують при неповному спалюванні масла, природного газу або їх суміші в факелі, створюваному спеціальним пристроєм в реакторах (печах). Сажа у вигляді аерозолю виноситься з реактора продуктами згорання і вловлюється спеціальними фільтрами.
Термічні отримують в спеціальних реакторах при термічному розкладанні природного газу без доступу повітря.
CH4 → C + 2H2
Деревне вугілля добувають нагріванням дерева без доступу повітря у спеціальних печах (піроліз деревини).
Деревне вугілля.
Одержання деревного вугілля.
Піроліз – перший процес, що відбувається при горінні деревини. Полум'я утворюється за рахунок горіння не самої деревини, а газів - летких продуктів піролізу. При піролізі деревини (450-500 °C) утворюється ряд речовин таких як: деревне вугілля, метиловий спирт, оцтова кислота, ацетон, смоли та ін.
ВІДЕО: Як виготовляють деревне вугілля
Переглянути відео
Активоване (активне) вугілля - пориста речовина, яку отримують з різних вуглецевмісних матеріалів органічного походження: деревне вугілля, кам'яновугільний кокс, нафтовий кокс, кокосовий вугілля та ін.
Хороше активоване вугілля виходить з горіхової шкаралупи (кокосової, з кісточок деяких плодових культур). Раніше активоване вугілля робили з кісток великої рогатої худоби (кісткове вугілля). Суть процесу активації полягає в розкритті пор, що знаходяться в вуглецевому матеріалі в закритому стані. Це робиться або термохімічно (попередньо матеріал просочують розчином хлориду цинку, карбонату калію або деякими іншими сполуками і нагрівають без доступу повітря), або шляхом обробки перегрітою парою чи вуглекислим газом або їх сумішшю при температурі 800-850 градусів. В останньому випадку технічно складно отримати парогазовий агент, який має таку температуру. Досить поширений прийом подачі в апарат для активації одночасно з насиченою парою обмеженої кількості повітря. Частина вугілля згоряє і в реакційному просторі досягається необхідна температура. Вихід активного вугілля в цьому варіанті процесу помітно знижується. Значення питомої поверхні пор у кращих марок активних вугілля може досягати 1800-2200 м2 на 1 г вугілля. Розрізняють макро-, мезо- та мікро-пори. В залежності від розмірів молекул, які потрібно утримати на поверхні вугілля, повинен виготовлятися вугілля з різними співвідношеннями розмірів пор.
Загалом активоване вугілля можна отримати із таких вуглецевих вихідних матеріалів як горіхова шкаралупа, торф, деревина, кокосове волокно, буре вугілля, кам'яне вугілля, і нафтовий пек. Це можна здійснити одним з таких способів:
Фізична реактивація: перетворення на активоване вугілля під дією газів. Як правило, це робиться за допомогою одного або декількох з наступних процесів:
Карбонізація: матеріал із вмістом вуглецю піддається піролізу при температурі в діапазоні 600-900°C, у
відсутності кисню (зазвичай в інертній атмосфері газів, таких як аргон або азот).
Активація/Окислення:
сировина або обвуглений матеріал витримується в окиснювальній атмосфері
(карбон діоксид, кисень, або пара) при температурах вище 250°C, як правило,
в діапазоні температур 600-1200°C.
ВІДЕО: Як виготовляють активоване вугілля
Переглянути відео
Хімічна активація: Перед карбонізацією сировину просочують певними хімічними речовинами. Для цього, як правило, використовують кислоти, сильні основи або солі (фосфорна кислота, калій гідроксид, натрій гідроксид, кальцій хлорид і цинк хлорид 25%). Потім сировину обвуглюють при більш низьких температурах (450-900°C). Вважається, що карбонізація відбувається одночасно з хімічною активацією.
Активоване вугілля
Активація вугілля
Скловуглець отримують шляхом карбонізації високомолекулярних вуглеводнів. Зазвичай використовуються спеціальні термореактивні полімери, яким надають форму потрібного виробу, а потім обпалюють при температурі близько 2000 °C у вакуумі або інертній атмосфері.
Скловуглець
Російська промисловість виробляє три основні марки скловуглецю: СУ-850, СУ-2000 і СУ-2500 (цифра вказує робочу температуру).
Кокс (від нім. Koks і англ. Coke) - назва ряду речовин, одержуваних промисловим способом.
Розрізняють такі види коксу:
Кам'яновугільний кокс - твердий пористий продукт сірого кольору, що одержують коксуванням кам'яного вугілля.
Нафтовий кокс - твердий залишок вторинної переробки нафти або нафтопродуктів.
Пековий кокс (електродний) - багатий вуглецем твердий залишок, який одержують при розкладанні кам'яновугільного пеку.
Торф'яний кокс - твердий продукт термічного розкладання торфу.
Напівкокс.
1. Кам'яновугільний кокс одержують коксуванням кам'яного вугілля.
Коксування кам'яного вугілля дуже поширений технологічний процес, який складається з таких стадій: підготовка до коксування, власне коксування, уловлювання та переробка летючих продуктів. Підготовка включає збагачення (для видалення мінеральних домішок) вугілля, подрібнення до зерен розміром близько 3 мм, змішання кількох сортів вугілля, сушка отриманої «шихти» та ін.
Для коксування шихту завантажують в щілинну коксову піч (ширина 400-450 мм, обсяг 30-40 м³). Канали бічних простінків печей, викладених вогнетривкою цеглою, обігріваються продуктами згоряння газів: коксового (найчастіше), доменного, генераторного, їх сумішей і ін.
Тривалість нагріву становить 14-16 годин. Температура процесу - 900-1050 °C. Отриманий кокс (75-78% від маси вихідного вугілля) у вигляді т. зв. «Коксового пирога» (спеченої в пластмаси) - виштовхується спеціальними машинами («коксовиштовхувачами») в залізничні вагони, в яких охолоджується («гаситься») водою або інертним газом (азотом).
Парогазова суміш летких продуктів, що виділяються, (до 25% від маси вугілля) відводиться через газозбірник для вловлювання і переробки.
Кокс
Коксова піч - технологічний агрегат, в якому здійснюється коксування кам'яного вугілля.
(На заводі бездимного палива, Південний Уельс).
Китайці вперше використали кокс для опалення та приготування їжі не пізніше дев'ятого століття нашої ери. У перші десятиліття одинадцятого століття, китайські сталевари в долині Жовтої Ріки почали нагрівати печі коксом через нестачу деревини у цьому регіоні.
У 1603 році Хью Плат припустив, що вугілля може бути обвуглене аналогічно тому, як вугілля отримують з деревини. Цей процес не був введений в практику до 1642 року, коли кокс використали для обжарювання солоду в графстві Дербішир. Вугілля не може бути використане в пивоварінні, тому що його сірчисті пари на дають неприємний смак пиву.
У 1709 році Абрахам Дарбі I встановив доменної печі для виробництва чавуну, що працювала на коксі.
Абрахам Дербі І
(1678–1717)
2. Нафтовий кокс - твердий залишок вторинної переробки нафти або нафтопродуктів.
Як сировину для нафтового коксу використовують відбензинені нафти, залишки первинної переробки – мазути, напівгудрони і
гудрони, продукти вторинного походження – крекінг-залишки, важкі газойлі каталітичного крекінгу, смоли піролізу, а також природні асфальти і залишки масляного виробництва (асфальти, екстракти).
Промислові процеси коксування поділяють на три типи: безперервні, напівбезперервні і періодичні, найбільше поширення на сьогодні має напівбезперервний процес в установках уповільненого коксування, що протікає при 505-515 °C під тиском 0,2-0,3 МПа. У результаті коксування крім нафтового коксу одержують бензин, газ, середні і важкі коксові дистиляти, вихід і якість яких залежить від хімічного і фракційного складу сировини.
Нафтовий кокс
ВІДЕО: Схема отримання нафтового коксу
Переглянути відео
3. Пековий кокс - твердий пористий продукт сірого кольору, що отримується при коксуванні кам'яновугільного пеку.
Пековий кокс отримують в динасових камерних печах.
Як сировину для пекового коксу використовують:
високотемпературний пек з температурою розм'якшення не менше 145 °С і виходом летких речовин не більше 51%;
середньотемпературний пек, який одержують звичайним фракціонування смоли і маютє температуру розм'якшення 65-75 °С і вихід летких речовин не більше 63%.
Кам'яновугільний пек порціями або безперервно завантажують у печі в нагрітому (рідкому) стані.
При нагріванні до 450-550 °С відбуваються дистиляція легкокипящих фракцій, розкладання основної маси пеку з утворенням газоподібних продуктів і важких вуглецевмісних залишків, затвердіння їх і утворення так званого напівкоксу.
При подальшому нагріванні вище 550 °С виділяються залишкові леткі речовини (в основному водень), що призводить до утворення в масі коксу усадочних тріщин.
Процес закінчується, коли температура сягає 900-1000 °С, при цьому припиняється усадка і кокс відходить від стінок печі.
Летючі продукти коксування у вигляді парогазової суміші відводяться в газозбірник, де охолоджуються. Газ після очищення використовується, наприклад, для обігріву коксових печей.
Розпечений кокс виштовхується з печі і потім гаситься (зазвичай водою, рідше інертним газом, наприклад азотом).
Напівкоксування - спосіб переробки твердих палив (кам'яного і бурого вугілля, сланців, торфу) нагріванням без доступу повітря до 500-550 °C (температура приблизно вдвічі нижче, ніж при коксуванні). При напівкоксуванні одержують твердий горючий залишок - напівкокс і летючі продукти.
Вуглецева нанопіна. Вуглецеву нанопіну отримують лазерною абляцією скловуглецю в середовищі аргону при тиску ~ 1÷100 Торр. При цьому вуглець нагрівається до 10000 °C і застигає у формі нанопіни.
Вуглецева нанопіна під електронним мікроскопом
Аморфний вуглець утворюється при обвуглюванні органічних речовин.
ВІДЕО: Термічний розклад (обвуглювання) цукру
Переглянути відео
ВІДЕО: Взаємодія цукру з концентрованою сульфатною кислотою
Окислювальна дегідрополіконденсація ацетилену. Історично першим методом отримання карбіну є окислювальна дегідрополіконденсація ацетилену. Автори пропускали ацетилен через водно-аміачний розчин солі Cu (II) і
спостерігали швидке утворення чорного порошкоподібного осаду, очевидно, поліацетіленідів Купруму. У сухому стані цей порошок вибухав при нагріванні, а у вологому - при детонації. Схематично процес окисної дегідрополіконденсаціі ацетилену можна записати в наступному вигляді при x + y + z = n:
Поліконденсація недооксиду Карбону з димагнійбромідом. Кумуленова модифікація карбіну ( β-карбін) була отримана за спеціально розробленим Сладковим двостадійним методом. На першій стадії проводили поліконденсацію карбон недооксиду (С3О2) з димагнійдибромацетиленом за типом реакції Гриньяра з утворенням полімерного гліколю:
На другій стадії цей полімерний гліколь відновлювали дією хлориду двовалентного Стануму в кислому середовищі:
Дегідрогалогенування галогенвміснихих полімерів. Один з найбільш зручних і доступних методів отримання карбіну або його фрагментів - реакція дегідрогалогенування деяких галогенвміснихих полімерів (ГСП).
Плазмохімічний синтез карбіну. При термічному розкладанні вуглеводнів (ацетилену, пропану, гептану, бензолу), тетрахлориду вуглецю, сірковуглецю, ацетону в потоці азотної плазми отримують дисперсні вуглецеві порошки, що містять карбін.
Лазерна сублімація вуглецю. У 1971 р. карбін був отриманий при осадженні на підкладку парів негативних іонів Карбону, отриманих лазерним випаровуванням графіту.
Електродугове осадження карбіну. Випаровування в електричній дузі спектрально чистого вугілля з досить повільною полімеризацією і кристалізацією вуглецевої пари на поверхні холодної підкладки дає продукт, в якому переважають карбінові форми вуглецю.
Іонно-стимульоване осадження карбіну. При іонно-стимульованій конденсації вуглецю на підкладку одночасно або поперемінно подається потік вуглецю і потік іонів інертного газу. Потік вуглецю виходить термічним або іонним випаровуванням графіту.
Отримання карбіну з вуглеграфітових матеріалів. Нагрівання стрижнів з піролітичного графіту при температурі 2700-3200 К в середовищі аргону вже через 15-20 с призводить до появи на кінцях стержнів сріблясто-білого нальоту. Цей наліт складається з кристалів карбіну.
Фулерени
Вольфганг Кретчмер
(народ. 1942)
Дональд Рей Хаффман
(народ. 1935)
Перші фулерени виділяли з конденсованих парів графіту, отриманих при лазерному опроміненні твердих графітових зразків. Фактично, це були сліди речовини. Наступний важливий крок був зроблений в 1990 році В. Кретчмер, Д. Хаффманом та ін., що розробили метод отримання грамових кількостей фулеренів шляхом спалювання графітових електродів в електричній дузі в атмосфері гелію при низьких тисках. У процесі ерозії анода на стінках камери осідала сажа, що містить деяку кількість фулеренів. Згодом вдалося підібрати оптимальні параметри випаровування електродів (тиск, склад атмосфери, струм, діаметр електродів), при яких досягається найбільший вихід фулеренів, що становить в середньому 3-12% матеріалу анода, що, в кінцевому рахунку, визначає високу вартість фулеренів.
Спочатку всі спроби експериментаторів знайти більш дешеві і продуктивні способи отримання грамових кількостей фулеренів (спалювання вуглеводнів в полум'ї, хімічний синтез та ін) до успіху не привели і метод «дуги» довгий час залишався найбільш продуктивним (продуктивність близько 1 г/годину). Згодом фірмі Mitsubishi вдалося налагодити промислове виробництво фулеренів методом спалювання вуглеводнів, але такі фулерени містять кисень і тому дуговий метод як і раніше залишається єдиним прийнятним методом отримання чистих фулеренів.
ВІДЕО: Отримання фулеренів електродугови методом (робота рактора)
Переглянути відео
Нанотрубки
Розроблені такі методи для отримання нанотрубок в значних кількостях: електродуговий синтез, лазерна абляція, піроліз під високим тиском монооксиду вуглецю (HiPco) і хімічного осадження парів (CVD). CVD зростання трубок може відбуватися у вакуумі або при атмосферному тиску.
Нанотрубки, також, утворюються при розкладанні вуглецьвмісних газів (CH4, C2H4, C2H2, CO, парів C6Н6 і т.д.) на каталітично активних поверхнях металів (Fe, Co, Ni тощо) при т-рах 300 – 1500 °C.
ВІДЕО: Методи одержання нанотрубок
Переглянути відео
Нановолокна
Каталітичне хімічне газофазне осадження (CCVD) або просто хімічне газофазне осадження (CVD) в різних варіантах, таких як теплове осадження та осадження в плазмі, є основною комерційною технологією для отримання вуглецевих нановолокон ВНВ. При цьому молекули газової фази розкладаються при високих температурах і вуглець осідає в присутності каталізаторів з перехідних металів на підкладку, на якій відбувається подальше зростання волокна навколо частинок каталізатора. У загальному випадку, цей процес включає в себе окремі етапи, такі як розкладання газу, осадження вуглецю, зростання волокна, потовщення волокна, графітизація і очищення. Діаметр нановолокон залежить від розміру каталізатора.
Найчастіше в якості каталізатора використовується залізо, часто збагачене сіркою, сірководнем і т. д., для того щоб знизити температуру плавлення, і сприяти проникненню вуглецю в пори каталізатора і, отже, створити більше точок росту. Fe/Ni, Ni, Co, Mn, Cu, V, Cr, Mo і Pd також використовуються в якості каталізаторів. Ацетилен, етилен, метан, природний газ, і бензол найбільш часто використовуються в якості джерел вуглецю для отримання ВНВ. Часто монооксид вуглецю (CO) вводиться в потік газу для збільшення виходу вуглецю за рахунок скорочення кількості оксидів заліза в системі.
ВІДЕО: Синтез нановолокон в лабораторії (із CO2)
Переглянути відео
Астралени
Зразки астраленів були виділені з продуктів обробки графітових стрижнів у квазістаціонарному режимі в дуговому розряді.
Можливе виділення вуглецевих наночастинок з вуглецевих матеріалів. Суть полягає в тому, що в процесі електролізу алюмінію утворюються вуглецева піна за рахунок електроерозії вугільних електродів, з якої надалі витягують фтористі солі, аморфний вуглець і вуглецеві наноструктури (нанотрубки та астралнени).
Нанобруньки
Синтез нанобруньок може бути проведений в аерозольному реакторі безперервної дії.
Графен
Шматочки графену отримують при механічному впливі на високоорієнтиваний піролитичний графіт або киш-графіт. Спочатку плоскі шматки графіту поміщають між липкими стрічками (скотч) і розщеплюють раз за разом, створюючи досить тонкі шари (серед багатьох плівок можуть попадатися одношарові і двошарові). Після злущення скотч з тонкими плівками графіту притискають до підкладки окисленого силіцію. При цьому важко отримати плівку визначеного розміру і форми у фіксованих
частинах підкладки (горизонтальні розміри плівок складають зазвичай близько 10 мкм). Знайдені за допомогою оптичного мікроскопа плівки підготовляють для вимірювань.
ВІДЕО: К. Новосьолов про одержання графену
Переглянути відео
ВІДЕО: Як одержати графен дома
Переглянути відео
Шматочки графена також можна приготувати з графіту, використовуючи хімічні методи. Спочатку мікрокристали графіту піддаються дії суміші сульфатної та хлоридної кислот. Графіт окиснюється, і на краях зразка з'являються карбоксильні групи графену. Їх перетворюють на хлориди за допомогою тіонілхлориду. Потім під дією октадециламіну в розчинах тетрагідрофурану, тетрахлорметану і дихлоретану вони переходять в графенові шари товщиною 0,54 нм. Цей хімічний метод не єдиний, і, змінюючи органічні розчинники і реагенти, можна отримати нанометрові шари графіту.
Слід згадати ще два методи: радіочастотне плазмохімічне осадження з газової фази (PECVD) і вирощування при високому тиску і температурі (HPHT). З цих методів лише останній можна використовувати для отримання плівок великої площі.
Якщо кристал піролітичного графіту і підкладку помістити між електродами, то можна домогтися того, що шматочки графіту з поверхні, серед яких можуть виявитися плівки атомарної товщини, під дією електричного поля можуть переміщатися на підкладку окисленого силіцію. Для запобігання пробою (між електродами прикладали напруга від 1 до 13 кВ) між електродами також поміщають тонку пластину слюди.
Існують й інші методи лабораторного отримання графену.
Атомарний вуглець (моновуглець)
Філ Б. Шевлайн
(народ. ?)
Атомарний вуглець - це дуже форма з коротким терміном існування. Створюється шляхом передачі великого струму через два сусідніх вуглецеві стрижні при генерації електричної дуги. Професор Філ Шевлайн здійсьнив основну роботу в цій області на базі Auburn University в США.
Цей метод тісно пов'язаний з утворенням фулеренів C60, головна відмінність у тому, що при створенні атомарного вуглецю використовується набагато глибший вакуум.
Створення атомарного вуглецю (C): джерело світла — електрична дуга між двома вуглецевими стрижнями. Рідкий азот охолоджує реактор. Чорна речовина — сажа. Ця фотографія була зроблена в лабораторії професора Філа Шевліна Auburn University.
Дивуглець
Дивуглець - двоатомні молекули вуглецю (С2), що утворюються в парах вуглецю, наприклад, в електричних дугах, в кометах, зоряних атмосферах і міжзоряному середовищі, а також в синьому вуглеводневому полум'ї.
Дивуглець може бути отриманий з графіту в електричній дузі. Також його визначають в якості продукту реакції тетрахлоретилену з натрієм.
Молекула C2 не існує при нормальних умовах, так як вуглець значно більш стійкий в стані алмазу, графіту або фуллерену.
Тривуглець
Тривуглець (C3) перший спектроскопічно спостерігав на початку 20-го століття в хвості комети Вільям Хаггінс. Згодом був визначений в зоряних атмосферах.
Малі кластери вуглецю, як тривуглець і дивуглець розглядаються як прекурсори сажі та беруть участь в утворенні деяких промислових алмазів і формуванні фулеренів.
C3 також був визначений в якості проміжних частинок в різних реакціях горіння.
Утворення C3 було досліджено почесним професором Філіпом Скеллом з Університету штату Пенсільванія в 1960-х роках.
Алмаз. Crater of Diamonds, Арканзас, США. Найменший кристал 2 мм
Автор фото: R.Weller/Cochise College.
Кристалічна ґратка типу алмазу складається із двох кубічних гранецентрованих підґраток, вкладених одна в іншу із зміщенням на 1/4 вздовж діагоналі куба елементарної комірки. Структура алмазу характерна для речовин, в яких відбувається sp3-гібридизація атомних орбіталей. Кожен атом утворює чотири зв'язки із сусідніми.
Кристали алмазу мають форму октаедра, ромбододекаедра, куба і тетраедра з гладкими і пластинчато-східчастими гранями або округлими поверхнями, на яких розвинені різноманітні акцесорії. Характерні пласкі, довгасті та складні кристали простої і комбінованої форм, двійники зростання і проростання, паралельні і довільно орієнтовані зростки.
Більша частина алмазів зустрічається в природі у вигляді окремих добре сформованих кристалів або їх уламків. Це кристали з рівними плоскими гранями. Іноді зустрічаються кривогранні, округлі кристали, в деяких родовищах вони навіть переважають. Часто кристали алмазу зростаються, або ніби проростають один в одного, утворюючи відповідно так звані двійники зростання і проростання.
Зазвичай розміри алмазних зерен — від часток міліметра до 0,5–1 см в поперечнику, але зустрічаються і досить великі кристали.
Густина алмазу — 3,5-3,53 г/см3. Алмази можуть бути безбарвними або з ледве помітним відтінком, а також яскраво забарвленими в жовтий, коричневий, рожево-бузковий, зелений, блакитний, синій, молочно-білий і сірий (до чорного) кольори. При опроміненні зарядженими частинками алмаз набуває зеленого або блакитного кольору. Зворотний процес — перетворення забарвленого алмазу в безбарвний — досі не вдалося провести. Поверхня алмазів з найдавніших родовищ (вік яких перевищує 1 млрд. років) має зелене забарвлення, яке зникає при механічній обробці кристалу.
Більшість природних алмазів безбарвні, але бувають камені найрізноманітніших кольорів та відтінків. Найчастіше зустрічаються алмази зі слабким жовтуватим відтінком, а також зеленкуваті. В родовищах Південної Африки трапляються бурі алмази; за рахунок значних домішок аморфного вуглецю вони можуть набувати цілковито чорного кольору. Рожеві, рубіново-червоні та сині алмази дуже рідкісні. Щодо алмазів сапфірово-синього кольору, то це — явище виняткове, і цінуються вони дуже високо.
Для алмазів характерні сильний блиск, високий показник заломлення (n = 2,417) і сильно виражений ефект дисперсії (0,063), що зумовлює різнокольорову гру світла в діамантах. Як правило, в кристалах алмазу виявляється аномальне двопроменезаломлення через напруження, яке виникає у зв'язку зі структурними дефектами і включеннями. Кристали алмазів прозорі; напівпрозорі або непрозорі в залежності від насиченості мікроскопічними включеннями графіту, інших мінералів і газово-рідинних вакуолей. При освітленні УФ променями значна частина прозорих і напівпрозорих кристалів алмазів люмінесціює синім, голубим і рідше жовтим, жовто-зеленим, оранжевим, рожевим і червоним кольорами. Кристали алмазів (за рідкісним винятком) люмінесціюють під дією рентгенівських променів. В алмазів проявляється також електро-, трибо- і термолюмінесценція.
Відносна твердість алмазу за шкалою Мооса 10. Алмаз дуже крихкий.
Чиста поверхня алмазу має високу гідрофобність, але в природних умовах алмаз покривається тонкими плівками, що підвищують його гідрофільність. Алмаз з чистою поверхнею гідрофобний, тобто не змочується водою.
Елементарна комірка кристалічної структури алмазу
В алмазу найбільш висока теплопровідність серед всіх твердих тіл 900-2300 Вт/(м · К), великі показник заломлення і дисперсія. Алмаз є діелектриком. У алмазу дуже низький коефіцієнт тертя по металу на повітрі — всього 0,1, що пов'язано з утворенням на поверхні кристала тонких плівок адсорбованого газу, що грають роль своєрідного мастила. Коли такі плівки не утворюються, коефіцієнт тертя зростає і досягає 0,5-0,55. Висока твердість обумовлює виняткову зносостійкість алмазу на стирання. Для алмазу також характерні найвищий (в порівнянні з іншими відомими матеріалами) модуль пружності і найнижчий коефіцієнт стиснення.
Температура плавлення алмазу становить 3700-4000 °C при тиску 11 ГПа. На повітрі алмаз згоряє при 850-1000 °C, а в струмені чистого кисню горить слабо-блакитним полум'ям при 720-800 °C, повністю перетворюючись в кінцевому рахунку в вуглекислий газ. При нагріванні до 2000 °C без доступу повітря алмаз переходить в графіт за 15-30 хвилин. Середній показник заломлення безбарвних кристалів алмазу в жовтому кольорі дорівнює приблизно 2,417, а для різних кольорів спектра він варіюється від 2,402 (для червоного) до 2,465 (для фіолетового). Здатність кристалів розкладати біле світло на окремі складові називається дисперсією. Для алмазу дисперсія дорівнює 0,063.
Алмаз в природному вигляді не вважається красивим. Красу додає алмазу ограновування, що створює умови для багатократних внутрішніх віддзеркалень. Огранений алмаз називається діамантом.
Оброблений алмаз (діамант)
Лонсдейліт
Лонсдейліт — алотропна гексагональна модифікація вуглецю зі структурою, аналогічною структурі вюртциту 2H. Густина 3,51 г/см3. Колір чорний.
Лонсдейліт і алмаз мають тетраедричну геометрію електронних орбіталей атомів Карбону, яка утворюється при взаємодії однієї s- і трьох р-орбіталей (sp3-гібридизації). Атом Карбону знаходиться в центрі тетраедра і зв'язаний чотирма зв'язками з атомами Карбону в вершинах тетраедра.
Елементарна комірка лонсдейліту
Структура алмазу і лонсдейліту відрізняється тим, що атоми алмазу, які знаходяться на другій сфері, яка оточує вихідний атом на другій координаційній сфері, утворює архімедів кубооктаедр, куб з відрізаними кутами. В структурі лонсдейліту атоми другої координаційної сфері утворюють так званий гексагональний кубооктаедр, який утворюється з архімедового обертання його нижньої половини на 180°.
Координаційні багатогранники:
а - гексагональний кубооктаедр, б - кубічний (архімедів) кубооктаедр.
Для того, щоб атоми вуглецю Карбону мали однакове оточення в перших двох координаційних сферах, вони утворять одну з цих структур в монокристалі. Якщо атоми Карбону можуть побудувати зв'язки лише в першій координаційній сфері (тобто утворити тільки правильні тетраедри), то можуть виникнути змішані структури, в яких шари алмазу будуть перемішані з шарами лонсдейліту. Це має місце, наприклад, в так званих двійниках, в яких два кристали алмазау з'єднані між собою через шар лонсдейліту.
Мікрокристали лонсдейліту із Попігайського кратера (Росія)
Лонсдейліт є одним із найбільш твердих серед відомих речовин, на 58% перевершує по твердості алмаз, проте поступається фулериту (лонсдейліт може витримати навантаження в 152 ГПа, в той час як алмаз — всього в 97 ГПа), однак малоймовірно практичне використання через складність його отримання.
Графіт
Графіт
В кристалі графіту кожний атом Карбону ковалентно зв'язаний з трьома іншими атомами Карбону.
Елементарна комірка графіту
Графіт добре проводить електричний струм. На відміну від алмазу має низьку твердість (1-2 за шкалою Мооса). Густина 2,08-2,23 г/см3. Колір темно-сірий, блиск металічний. Неплавкий, стійкий при нагріванні в відсутність повітря. У кислотах не розчиняється. Жирний (слизький) на дотик. Природний графіт містить 10-12% домішок глин і оксидів Феруму. При терті розшаровується на окремі лусочки (ця властивість використовується в олівцях).
Теплопровідність графіту від 278,4 до 2435 Вт/(м·К), залежить від марки графіту, від напрямку щодо базисних площин і від температури.
Електрична провідність монокристалів графіту анізотропна, в напрямку, паралельному базисній площині, близька до металічної, в перпендикулярному — в сотні разів менше. Мінімальне значення провідності спостерігається в інтервалі 300-1300 К, причому положення мінімуму зміщується в область низьких температур для досконалих кристалічних структур. Найвищу електричну провідність має рекристалізований графіт.
Коефіцієнт теплового розширення графіту до 700 К від'ємний у напрямку базисних площин (графіт стискається при нагріванні), його абсолютне значення з підвищенням температури зменшується. Вище 700 К коефіцієнт теплового розширення стає позитивним. У напрямку, перпендикулярному базисним площинах, коефіцієнт теплового розширення позитивний, практично не залежить від температури і більш ніж в 20 разів вище середнього абсолютного значення для базисних площин.
Монокристали графіту діамагнітни, магнітна сприйнятливість незначна в базисній площині і велика в ортогональних базисних площинах. Коефіцієнт Холла змінюється з позитивного на негативний при 2400 К.
Графен
Фотографія графену в прохідному світлі.
Цей кристал товщиною в один атом можна побачити неозброєним оком завдяки тому що він поглинає приблизно 2,3% білого світла.
Графен схожий за своєю будовою на окремий атомний шар у структурі графіту — атоми вуглецю утворюють стільникову структуру з міжатомною віддаллю 142 нм. Без опори графен має тенденцію згортатися, але може бути стійким на підкладці. Більше того, графен був отриманий також без підкладки у вільному підвішеному стані, розтягнутий на опорах.
Ідеальна кристалічна структура графену є гексагональною кристалічною решіткою.
За своїми електронними властивостями графен відрізняється від тривимірного графіту. Його можна охарактеризувати як напівметал, або ж як надпровідник і нульовою шириною забороненої зони.
Попри те, що графен моноатомний шар, він не зовсім прозорий, що й дає можливість бачити його.
Властивості графену ще вивчаються.
Фулерени
Фулерен — алотропна модифікація вуглецю. Цей термін застосовують до широкого класу сполук із мінімально можливою будовою у 60 атомів вуглецю, що поєднані ковалентним зв'язком у сферичну молекулу, де кожен атом вуглецю поєднаний із трьома іншими, утворюючи п'ятикутники та шестикутники на поверхнях. Найбільша молекула фулерену складається із 560 атомів вуглецю. Найбільш вивченою молекулою фулерену є молекула С60.
Вид молекули фулерену C60 (бакіболу), що обертається навколо осі симетрії
Ікосаедричний фулерен C540
Чотиривалентність Карбону у формулі фулерена повністю реалізується. Правильніше зображувати фулерен у вигляді каркасу з простими короткими зв'язками, що чергуються, але частіше застосовують спрощене зображення, де каркас складається з однарних рисок. Ще одна незвичайна структурна особливість фулерену полягає в тому, що його молекула має внутрішню порожнину, діаметр якої приблизно 0,5 нм. Зовнішній діаметр самої молекули 0,71 нм. Внутрішній діаметр, природно, менше зовнішнього, оскільки атоми Карбону і їхні електронні оболонки теж мають певний розмір.
Від інших алотропних модифікацій вуглецю фулерен відрізняється насамперед тим, що це індивідуальні кінцеві молекули, що мають замкнуту форму. Фулерен на відміну від відомих раніше трьох форм вуглецю розчинний в органічних розчинниках (бензол, гексан, сірковуглець).
Фулерени важкорозчинні у багатьох розчинниках. Розчинниками для фулеренів є ароматичні
вуглеводні, такі як толуен та інші подібні до сірковуглецю. Розчини чистого бакмінстерфулерену мають глибокий фіолетовий колір. Розчини C70 мають червонувато-коричневий колір. Вищих фулеренів від С76 до С84 мають різні кольори. C76 має дві оптичні форми, в той час як інші вищі фулерени мають декілька структурних ізомерів. Фулерени є єдиною відомимою алотропною формою Карбону, яка може бути розчинена у звичайних розчинниках при кімнатній температурі.
Розчин фулерену C60
З розчинів фулерен кристалізується у виді дрібних темно-коричневих кристалів.
Конденсовані системи, що складаються з молекул фулеренів, називаються фулеритами. Найбільш вивчена система такого роду — кристал C60, менш — система кристалічного С70. Дослідження кристалів вищих фулеренів утруднені складністю їх отримання.
Кристали фулериту C60
Крупнокристалічний порошок фулериту C60 в растровому електронному мікроскопі
Фулерит має високий ступінь кристалічного порядку. Молекули C60 при кімнатній температурі конденсуються в структуру з щільною упаковкою, де кожна молекула має 12 найближчих сусідів. Існують дві щільноупаковані структури — гранецентрована кубічна (ГЦК) і гексагональна ґратка. У кристалічному фулериті молекули фулеренів утворюють ГЦК-ґратку. Оскільки 60-атомна молекула має діаметр 0,71 нм, розміри елементарної комірки ГЦК-ґратки вельми значні: кожна сторона кубу дорівнює 1,42 нм, а відстань між найближчими сусідами становить близько 1 нм. У кристалах, що складаються з атомів і мають ГЦК-ґратку, сторона кубу зазвичай не перевищує 0,4 нм, а відстань між найближчими сусідами — 0,3 нм.
Методом ЯМР доведено, що молекули C60, займаючи певні місця в гранецентрованих ґратках, при кімнатній температурі постійно обертаються навколо положення рівноваги з частотою 1012 с-1. Таке обертання є значною перешкодою, коли потрібно визначити положення атомів вуглецю в самій молекулі C60. Але, в міру пониження температури обертання молекул сповільнюється і при дуже низькій температурі повністю припиняється.
При зниженні температури до 249 К фулерит здійснює фазове перетворення першого роду, при якому ГЦК-ґратки перебудовуються в прості кубічні. При цьому об'єм фулериту збільшується на 1%.
Твердість фулеритів: 6-16 тисяч кгс/мм2, а у фулеритів ультратвердої модифікації значно вище за неї: 16-30 тисяч кгс/мм2. Модуль всебічного стиску фулеритів доходить до 1300 ГПа, істотно перевищуючи цю характеристику алмазу (445 ГПа). Одночасно було виявлено, що швидкість поздовжніх акустичних хвиль у фулеритів надзвичайно висока: 19,5-22,3 км/с при відносно невеликій швидкості поперечних хвиль — 7-8,5 км/с (ці значення зазвичай різняться не більше ніж удвічі).
Кристал фулериту має густину 1,7-2 г/см3, що значно менше від густини графіту (2,3 г/см3) і тим більше — алмазу (3,5 г/см3).
Твердий фулерит є напівпровідником з шириною забороненої зони 1,5 еВ.
У 1999 році японсько-російському колективу з Міжнародного центру досліджень матеріалів (Японія) вдалося знайти багатошарові фулерени. Вони були отримані із сажі, шляхом лазерного піролізу бензену. Сажу протягом години випалювали за температури 3000 °С у атмосфері аргону. Після прожарювання у вакуумі за температури 1600 °С була отримана плівка осаду, яка складалася з молекул фулерену діаметром 8,1 Å та 11,9 Å, що відповідає С80 та С180. Як видно з фотографії, отриманої за допомогою електронного мікроскопа, є молекули, що складаються з кількох шарів. На фото можна побачити два їх різновиди: подвійну сферу діаметром 14 Å та потрійну кулю діаметром 20 Å. Це, на думку авторів досліду, перше спостереження вкладених один в одного фулеренів, так звваних оніонів (англ. onion). Хоча останнє твердження і суперечливе, оскільки ще в 1980 році Ііджіма спостерігав за допомогою електронної мікроскопії високої роздільної здатності оніонні утворення. Якщо розрахувати діаметри молекул, то виходить, що в першому випадку це С60 всередині С240, а в другому — С80 та С240, вкладені, як матрьошки, в С560. Такі багатошарові фулерени — новий вид вуглецевих кластерів.
Багатошарові фулерени
(фото під електронним мікроскопом).
Нанотрубки
Порошок з вуглецевих нанотрубок
Нанотрубки бувають одно- і багатошарові. Відповідно діаметр цих трубок знаходиться у межах 0,4-500 нм, а довжина від 1 мкм до декількох десятків мікрометрів (при синтезі довгих волокон — і до десятків см). Утворюються при розкладанні карбонвмісних газів (СН4, С2Н4, С2Н2, СО, парів С6Н6 і т. д.) на каталітично активних поверхнях металів (Fe, Co, Ni тощо) при температурах 300-1500 °C. Нанотрубки можуть набувати найрізноманітніших форм — від прямолінійних до скручених волокон (у т. ч. спіралей). Головна особливість цих вуглецевих наноструктур (як і фулеренів) — їх каркасна форма.
Ідеальна нанотрубка являє собою згорнуту в циліндр графітову площину, тобто поверхню, викладену правильними шестикутниками, у вершинах яких розташовані атоми Карбону.
Схематичне зображення нанотрубки
Зображення одностінних нанотрубок одержане за допомогою скануючого тунельного мікроскопа.
Класифікація нанотрубок
Для отримання нанотрубки (n, m), графітову площину треба розрізати по напрямах пунктирних ліній і скрутити уздовж напряму вектора R.
Як випливає з визначення, основна класифікація нанотрубок проводиться за способом згортання графітової площини. Цей спосіб згортання визначається двома числами n і m, які задають розкладання напряму згортання на вектора трансляції графітових граток. Це проілюстровано на малюнку.
За значенням параметрів (n, m) розрізняють:
прямі (ахіральні) нанотрубки
«крісло» (armchair) n = m
зигзагоподібні (zigzag) m = 0 або n = 0
спіральні (хіральні) нанотрубки
Як неважко здогадатися, при дзеркальному відображенні (n, m) нанотрубка переходить в (m, n) нанотрубку, тому, трубка загального вигляду дзеркально несиметрична. Прямі ж нанотрубки або переходять в себе при дзеркальному відображенні (конфігурація «крісло»), або переходять в себе з точністю до повороту.
Розрізняють металеві і напівпровідникові нанотрубки. Металеві нанотрубки проводять електричний струм навіть при абсолютному нулі температур, тоді як провідність напівпровідникових трубок рівна нулю при абсолютному нулі і зростає при підвищенні температури. Технічно кажучи у напівпровідникових трубок існує заборонена зона. Трубка виявляється металевою, якщо n-m ділиться на 3. Зокрема, металевими є всі трубки типу «крісло».
Структура "крісло" (armchair) — (n, n)
Структура з вигнутим хіральним вектором (трансляційний вектор залишається прямим)
Графенова нанострічка
Структура з вигнутим хіральним вектором (трансляційний вектор залишається прямим)
Структура "зигзаг" (zigzag) — (n,0)
Хіральна структура в загальному випадку (n, m)
Параметри n та m можна порахувати на кінці трубки
Графенова нанострічка
Багатостінні (multi-walled) нанотрубки відрізняються від одностінних значно більш широкою різноманітністю форм і конфігурацій. Різноманітність структур проявляється як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку.
Структура типу «російської матрьошки» (russian dolls) являє собою сукупність коаксіально вкладених один в одного циліндричних трубок. Інший різновид цієї структури являє собою сукупність вкладених один в одного коаксіальних призм. Нарешті, остання з наведених структур нагадує сувій (scroll).
Реалізація тієї або іншої структури багатостінні нанотрубок в конкретній експериментальній ситуації залежить від умов синтезу. Аналіз наявних експериментальних даних вказує, що найбільш типовою структурою багатостінні нанотрубок є структура з поперемінно розташованими по довжині ділянками типу «російської матрьошки» та «пап'є-маше». При цьому «трубки» меншого розміру послідовно вкладені в трубки більшого розміру.
Структура багатостінних нанотрубок
Нанотрубки дуже міцні як на розтяг, так і на згинання — модуль пружності вздовж осі трубки становить 7000 ГПа, тоді як для легованої сталі і найпружнішого металу ітрію відповідно 200 і 520 ГПа.
Адсорбція газів нанотрубками може відбуватися на зовнішніх і внутрішніх поверхнях, а також у міжтрубному просторі. Так, експериментальне вивчення адсорбції азоту при температурі 77 К на багатошарових трубках із мезопорами завширшки 4,0±0,8 нм показало, що на внутрішній поверхні адсорбується у 5 разів більше частинок, ніж на зовнішній.
Електропровідність вуглецевих нанотрубок є ключовим параметром цих об’єктів, від неї залежить їх подальше використання з метою мініатюризації приладів мікроелектроніки. Як показують результати чотириконтактних вимірювань температурних залежностей питомого опору плівки нанотрубок, виконаних в діапазоні температур 0,03 < Т < 300 К, величина опору, виміряного у напрямку, що збігається з напрямком орієнтації нанотурбок Rраг, знаходиться у діапазоні від 1 до 0,08 Ом. При цьому характер температурної залежності опору наближений до залежності Т1/2. Аналогічною функцією описується температурна залежність опору Rраг, що вимірюється у поперечному напрямку. Анізотропія опору Rрегр/Rраг наближена до 8 і практично не залежить від температури.
Одна з помітних властивостей нанотрубок — чітко виражена залежність електропровідності від магнітного поля. При цьому у більшості дослідів спостерігається ріст провідності із збільшенням магнітного поля, що відповідає результатам модельних передбачень.
Нановолокна
Структура нановолокон
Вуглецеві нановолокна під електронним мікроскопом
Вуглецеві нановолокна — вуглецеві циліндричні наноструктури, що являють собою складені шари графену у вигляді конусів, «чашок» або пластин.
Вуглець може існувати у формі трубчастих мікроструктур званих нитками або волокнами.
Вуглецеві нановолокна — це клас таких матеріалів, у яких зігнуті графенові шари або наноконуси складені у формі квазі-одномірної нитки, чия внутрішня структура може бути охарактеризована кутом α між шарами графена і віссю волокна. Одна з поширених відмінностей відзначається між двома основними типами волокон: «Ялинка», з щільно укладеними конічними графенових шарами і великими α, і «Бамбук», з циліндричними чашеподібними графеновими шарами і малими α, які більше схожі на багатошарові вуглецеві нанотрубки. Однак, у випадку справжніх нанотрубок α дорівнює нулю.
Астралени
Структура частинки астралену.
Багатогранна структура частинок астралену складена великими плоскими бездефектними графітовими поверхнями, з'єднаними крайовими дефектними областями переважно п'ятикутної структури. Поверхні складені укладанням 20-50 плоских графенових листів (відстань між листами ≈ 0,340 нм). Середній розмір плоских поверхонь ≈ 15 нм.
Ці кластери можуть мати досить різноманітні поєднання геометричних форм, їх розміри знаходяться в діапазоні від кількох нанометрів до десятків нанометрів, а їх поверхня представлена шестикутними і п'ятикутними комірками.
У чистому вигляді це порошок з насипною густиною 0,6 ÷ 0,8 г/см3. Густина 2,2 г/см3.
Скловуглець
Скловуглецеві тиглі
Структура скловуглецю вже давно є предметом дискусії. Ранні структурні моделі передбачали наявність sp2- і sp3-форм атомів, але тепер відомо, що скловуглець на 100% складається sp2-Карбону. Однак більш пізні дослідження показали, що скловуглць має фулерено-пов'язані структури.
Електронномікроскопічна фотографія скловуглець
Зі структурної точки зору структура склоподібного вуглецю має форму витої стрічки.
Структура переплетених смуг, харктерна для скловуглецю
Скловуглець має високу стійкість до температури у вакуумі та газовому середовищі до 3000 °C, високу корозійну стійкість і непроникність для газів і рідин, не змочуваність, високу твердість і жорсткість, низьку густину, високу якість поверхні, низький коефіцієнт теплового розширення, високу стійкість до теплового удару, хорошу електропровідність, ізотропність фізичних і хімічних властивостей та біосумісність.
Карбін
Карбін — алотропна форма вуглецю на основі sp-гібридизації атомів Карбону. Складається з вуглецевих фрагментів з потрійними – С ≡ С – С ≡ С –, кумульованими = С = С = С = С = зв'язками. Може бути лінійним або утворювати циклічні структури.
Карбін — це дрібнокристалічний порошок чорного кольору (густина 1,9 ÷ 2 г/см3), має напівпровідникові властивості. Отриманий в штучних умовах з довгих ланцюжків атомів Карбону, укладених паралельно один до одного. Карбін — лінійний полімер Карбону. У молекулі карбіну атоми Карбону з'єднані в ланцюжки по черзі або потрійними і одинарними зв'язками (поліїнова будова), або лише подвійними зв'язками (полікумуленова будова). Карбін має напівпровідникові властивості, причому під впливом світла його провідність сильно збільшується.
На думку деяких дослідників, однозначних і строгих доказів індивідуальності карбіну і його будови досі не отримано, інші ж автори, навпаки, вважають, що такі докази є. Дискусія з приводу існування карбіну багато в чому обумовлена тим, що діагностика його має ряд технічних труднощів, оскільки при використанні високоенергетичних методів можливий перехід карбіну в інші форми вуглецю. До того ж уявлення про структуру карбіну довгий час відрізнялися недосконалістю. Автори відкриття карбіну запропонували модель його кристалічної структури у вигляді сукупності ланцюжків кумуленового або поліїнового типу, упакованих в кристали за рахунок вандерваальсових сил. Ланцюжки вважались прямолінійними, оскільки кожен атом вуглецю знаходиться в стані sp-гібридизації.
Дійсно, на даний час встановлено, що структуру карбіну утворюють атоми Карбону, зібрані в ланцюжки подвійними зв'язками (β-карбін) або одинарними і потрійними зв'язками, що чергуються (α-карбін). Полімерні ланцюжки мають хімічно активні кінці (тобто несуть локалізований негативний заряд) і вигини з ланцюговими вакансіями, в місцях яких ланцюжки з'єднуються між собою за допомогою перекривання π-орбіталей атомів Карбону. Важливе значення для утворення зшивок має присутність таких домішок металів, як залізо, калій. Переконливе свідчення наявності зигзагів в лінійному Карбоновому ланцюжку було отримано в теоретичній роботі Коршака: результати його розрахунку добре узгоджуються з ІЧ-спектром карбіну.
На підставі результатів подальших досліджень структури кристалічного карбіну була запропонована модель його елементарної комірки. Відповідно до цієї моделі елементарна комірка карбіну складена паралельними ланцюжками Карбону, що мають зигзаги, завдяки яким комірка виявляється двошаровою. Товщину одного шару становить ланцюжок із шести атомів Карбону. У нижньому шарі ланцюжки щільно упаковані і розташовані в центрі і по кутах шестикутника, тоді як у верхньому шарі центральний ланцюжок відсутній, а в утвореній вакансії можуть розташовуватися атоми-домішки. Можливо, що вони є каталізаторами кристалізації карбіну. Така модель дає ключ до розкриття феномену карбіну і пояснює, в якій конфігурації може стабілізуватися в загальному випадку нестійка сукупність лінійних ланцюжків Карбону.
Аморфний вуглець
Структура аморфного вуглецю
Аморфний вуглець — стан вуглецю з неврегульованою структурою — (сажа, кокс, деревне вугілля).
Історично склалося, що термін «аморфний вуглець» був використаний для опису вуглецевих матеріалів, знайдених в сажі і вугіллі які не можуть бути віднесені ні до алмазу, ні до графіту. В основі будови аморфного вуглецю лежить розупорядкована структура монокристалічного графіту. Завжди містить домішки.
Аморфний вуглець, або просто аморфне вугілля, насправді є кристалічним, але його кристалики такі малі, що їх не видно навіть у мікроскоп. Фізичні властивості «аморфного» вуглецю значною мірою залежать від дисперсності частинок та від наявності домішок.
Найважливішими технічними сортами аморфного вуглецю є сажа, технічний вуглець і деревне вугілля. Сажа являє собою найчистіший аморфний вуглець.
Нанобруньки
Структура нанобруньки
Вуглецева нанобрунька під електронним мікроскопом
[A.G. Nasibulin et al., "A novel hybrid carbon material", Nature Nanotech. 2, 156 (2007)]
Нанобруньки є новостворені матеріали об'єднання двох раніше виявлених алотропних форм
Карбону: нанотрубок і фулеренів. У цьому новому матеріалі, фулереноподібні «бруньки» ковалентно зв'язані з зовнішньою бічною стінкою основної нанотрубки. Цей гібридний матеріал має корисні властивості обох фулеренів і нанотрубок.
Нанобруньки виявляють властивості як нанотрубок так і фулеренів. Наприклад, механічні властивості та електропровідність нанобруньок аналогічні відповідним властивостям нанотрубок.
Вуглецева нанопіна
Нанопіна складається з вуглецевих кластерів низької густини, нанизаних на нерегулярну тривимірну сітку з періодом 5,6 ÷ 0,4 Å. Кожен кластер має діаметр близько 6 нм і містить порядку 12000 атомів Карбону з'єднаних в графітоподібні шари, що мають негативну кривизну, завдяки семикутним включенням в шестикутну структуру. Це протилежно структурі фулеренів, у яких вуглецеві шари мають позитивну кривизну завдяки п'ятикутним включеням. Великомасштабна структура вуглецевої нанопіни подібна з аерогелем, але її густина в 100 разів менша густини вуглецевого аерогелю.
Вміст водню — менше 100 млн-1, сукупний вміст інших атомів — менше 500 млн-1 (в тому числі Fe+Ni — менше 110 млн-1).
Вуглецева піна — це дуже легкий порошок чорного кольору. Густина нанопіни — близько 2 ÷ 10 мг/см3. Це одна з найлегших твердих речовин (для порівняння густина повітря 1,2÷1,3 мг/см3).
Вуглецева нанопіна має великий питомий опір 10 ÷ 30 МОм·м (при кімнатній температурі) який зменшується з нагріванням, тобто вона є напівпровідником. Таким чином електропровідність нанопіни набагато менше, ніж у вуглецевого аерогелю.
Вуглецева нанопіна має сильні парамагнітні властивості, а при температурі нижче ˜92 K (точка Кюрі) стає феромагнетиком з вузькою петлею гістерезису. Вона має «постійний» магнітний момент відразу після виготовлення, але цей стан зберігається лише протягом двох годин. Це єдина форма вуглецю, яка притягається до магніту при кімнатній температурі.
Атомарний вуглець
Атомарний вуглець — це окремі атоми Карбону (хімічна формула C: — по суті дикарбен).
Це частинки з дуже коротким терміном існування, котрі шляхом передачі великого струму через два сусідніх стрижні вуглецю, під час генерації електричної дуги.
Дивуглець
Дивуглець — двоатомна нейтральна частинка, утворена двома атомами Карбону (C2). Детектується спектрометрично в електричній дузі (разом з деякими фулеренами), в кометах і в синіх язиках полум'я.
Незважаючи на те, що теорія валентних зв'язків пророкує четвертний зв'язок як єдиний можливий варіант виконання правила октету для існування двоатомних молекул вуглецю, таке передбачення є невірним. Це вказує на фундаментальні недоліки теорії.
Теорія молекулярних орбіталей показує, що існує два набори парних електронів в σ-системі (зв'язуючі і розпушуючі) і два набори парних електронів в вироджених p-орбіталях. Таким чином порядок зв'язку дорівнює 2, це говорить про те, що два атоми Карбону сполучені подвійним зв'язком.
C2 є одним з компонентів парів вуглецю.
Тривуглець
Тривуглець або C3 — це невеликий вуглецевий кластер вперше спектроскопічно виявлений на початку 20-го століття в хвості комети Уільямом Хаггінсом і згодом визначений в зоряних атмосферах.
Уільям Хаггінс
(1824–1910)
Малі кластери вуглецю, такі як тривуглець та дивуглець розглядаються як прекурсор сажі та беруть участь в утворенні деяких промислових алмазів і у формуванні фулеренів. Молекули тривуглецю мають лінійну будову. Потенціал іонізації визначений експериментально і становить від 11 до 13,5 електрон-вольт.
C3 також був визначений в якості проміжних частинок у різних реакціях горіння.
Хімічна активність різних алотропних видозмін вуглецю різна. Алмаз і графіт майже не вступають в хімічні реакції. Вони можуть реагувати лише з чистим киснем і тільки за дуже високої температури. Хімічна активність зменшується в ряді: аморфний вуглець, графіт, алмаз, на повітрі вони спалахують при температурах відповідно вище 300-500 °C, 600-700 °C і 850-1000 °C.
Аморфний вуглець, а також вугілля за звичайної температури досить інертні, але при сильному нагріванні їх активність різко зростає і вуглець безпосередньо сполучається з багатьма елементами.
Взаємодія з металами.
Під час взаємодії графіту з металами утворюються карбіди:
Ca + 2C = CaC2
ВІДЕО: Взаємодія кальцію з вуглецем
Переглянути відео
У реакціях з металами вуглець є окисником.
Взаємодія з неметалами.
Взаємодія графіту з воднем відбувається лише за високих температур і наявності каталізаторів (Ni або Pt):
C + 2H2—————→600–1000°CCH4
За інших умов можна одержати й інші вуглеводні.
У реакції з воднем вуглець є окисником.
При взаємодії з більшістю неметалів вуглець виявляє відновні властивості.
Графіт безпосередньо сполучається з фтором (з іншими галогенами не взаємодіє):
C + 2F2 = CF4
ВІДЕО: Взаємодія вуглецю з фтором
Переглянути відео
Так, при нагріванні на повітрі вугілля горить, утворюючи діоксид Карбону:
C + O2 = CO2
ВІДЕО: Горіння вугілля на повітрі
Переглянути відео
ВІДЕО: Горіння вуглецю в кисні
Переглянути відео
ВІДЕО: Горіння алмазу в кисні
Переглянути відео
При недостатньому доступі кисню повітря він частково згоряє до монооксиду Карбону CO, в якому вуглець двовалентний:
2C + O2 = 2CO
Коли через розжарене вугілля (900-1000°C) пропускати пари сірки, то утворюється сірковуглець:
C + 2S = CS2
ВІДЕО: Взаємодія вуглецю з сіркою
Переглянути відео
У результаті пропускання елктричного дугового розряду між двома графітовими електродами в атмосфері азоту утворюється ціан:
2C + N2 = (CN)2
Взаємодія з оксидами.
При високій температурі вугілля досить сильний відновник. Воно віднімає кисень від оксидів багатьох металів.
Наприклад прожарювання купрум(II) оксиду з вугіллям приведе до утворення міді та карбон(IV) оксиду:
2CuO + C = 2Cu + CO2
ВІДЕО: Відновлення міді із купрум(II) оксиду вуглецем
Переглянути відео
Завдяки цій властивості, вугілля широко застосовують у металургії для добування металів із руд.
Вуглець здатен також відновлювати силіцій з його оксиду при нагріванні:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
При взаємодії вуглецю з оксидами, за високої температури, можуть утворюватись карбіди:
CaO + 3C = CaC2 + CO↑
ВІДЕО: Взаємодія кальцій оксиду з вуглецем
Переглянути відео
SiO2 + 3C = SiC + 2CO
2Al2O3 + 9C = Al4C3 + 6CO
Розжарений вуглець взаємодіє з водою:
C + H2O = CO↑ + H2↑
Взаємодія з кислотами-окисниками.
Вуглець стійкий до дії кислот і лугів. Лише концентрована нітратна та сульфатна кислоти за температури 100 °C окиснюють його до CO2:
C + 4HNO3 конц. = CO2 + 4NO2 + 2H2O
ВІДЕО: Взаємодія деревного вугілля з концентрованою нітратною кислотою
Переглянути відео
C + 2H2SO4 конц. = CO2 + 2SO2 + 2H2O
Взаємодія з солями.
Під час нагрівання з барій сульфатом вуглець відновлює сірку із ступеня окиснення +6 до -2:
У фармакології та медицині широко використовуються різні сполуки Карбону — похідні вугільної кислоти та карбонових кислот, різні гетероцикли, полімери та інші сполуки. Так, карболен (активоване вугілля), застосовується для абсорбції та виведення з організму різних токсинів; графіт (у вигляді мазей) — для лікування шкірних захворювань; радіоактивні ізотопи Карбону — для наукових досліджень (радіовуглецевий аналіз). Карбон є основою всіх органічних речовин. Будь-який живий організм складається в значній мірі з Карбону. Джерелом Карбону для живих організмів зазвичай є СО2 з атмосфери або води. У результаті фотосинтезу він потрапляє в біологічні харчові ланцюги, в яких живі істоти поїдають один одного або останки один одного і тим самим здобувають вуглець для будівництва власного тіла. Біологічний цикл Карбону закінчується або окисненням і поверненням в атмосферу, або похованням у вигляді вугілля або нафти.
Огранений алмаз (діамант) вже багато століть є найпопулярнішим і найдорожчим дорогоцінним каменем. У той час як ціна інших дорогоцінних каменів визначається модою і постійно міняється, алмаз залишається острівцем стабільності на бурхливому ринку коштовностей. В значній мірі таке стійке положення алмазу обумовлено високою монополізацією цього ринку. Фірма «Де Бірс», на частку якої припадає близько 50% світового видобутку, розробляє родовища Ботсвани, ПАР, Намібії та Танзанії. Переважна частина (за вартістю) природних алмазів використовується для виробництва діамантів.
Карат (від грецької κεράτιον) (рос. карат, англ. carat) — одиниця маси, що використовується для коштовних каменів. Карат становить 200 міліграм. Історично, назва походить від назви рослини — дерева кароб, рожкового дерева (Ceratonia siliqua). Насіння цієї рослини мають на диво сталу масу й тому використовувалися у деяких країнах як стандарт для зважування коштовного каміння.
Рожкове дерево
Плоди рожкового дерева
Метричний карат. Встановлено 4-ю Генеральною конференцією з мір та ваг (Париж, 1907) і прийнятий в СРСР з 1922, дорівнює 200 мг (0,2 грама). Скорочене позначення: українське кар, міжнародне ct. Застосовується в ювелірній справі для визначення маси дорогоцінних каменів та перлів.
Кулінан — найбільший з коли-небудь знайдених алмазів (3106 карат) був знайдений в Південній Африці в 1905 році й названий ім'ям президента алмазодобувної компанії. Розколотий на 105 частин. Найбільший уламок (Кулінан-I) названо «Велика Зірка Африки» (або «Зірка Африки»), важить 530,2 карата, огранований фірмою «Ашер» в Амстердамі в 1908 році. Прикрашає скіпетр англійського короля Едуарда VII, що зберігається в скарбниці лондонського Тауера. Кулінан-VI (63,6 карат) знаходиться також в Тауері — в короні королеви Марії (закріплений так, що його можна витягати і носити окремо як брошку). У королівській короні Англії також знаходиться Кулінан-II. Загальна маса всіх отриманих з алмазу діамантів — 1063,65 карат.
Лондонський Тауер
Все почалося в Південній Африці (Трансвааль) в 1905 році на шахті Прем'єр. Виблискуючий осколок породи привернув увагу Фреда Уелса, який працював на копальнях наглядачем. Він виколупав величезний камінь з стіни звичайним складаним ножем і відніс його в головний офіс. Один з керуючих, оглянувши знахідку, сказав що це шматок кришталю і викинув камінь у вікно. Фред Уелс був не зовсім впевнений у цьому і підібрав його. Пізніше з'ясувалося, що знайдений камінь є найбільшим алмазом у світі. Знайдений алмаз важив 3106 каратів і був розміром з кулак дорослого чоловіка. Камінь був названий на честь власника копальні Томаса Куллінана. Він був утричі більшим від будь-якого відомого діаманта. Ніякий інший знайдений алмаз не міг зрівнятися з ним.
Необроблений алмаз «Куллінан»
(на фото: справа Томас Куллінан, по центру Вільям Макхарді, зліва Фред Уелс)
Скляна репліка алмазу «Куллінан»
Уряд Південної Африки вирішив, що знайдений алмаз буде найкращим подарунком до дня народження британському королю Едуарду VII. Постало питання, як найбезпечніше доставити гігантський камінь у Букінгемський палац. Найбільший у світі алмаз був відправлений до Великобританії звичайною поштою. При цьому була імітована його доставка морем під посиленою охороною. Так Скотланд-Ярду вдалося обдурити потенційних грабіжників. У листопаді 1907 року алмаз Кулінан благополучно прибув до Лондона. Тепер хтось повинен був огранити його.
Огранювання будь-якого, навіть самого звичайного, алмазу вимагає твердої руки і сталевих нервів. Огранщик не має права на помилку. Один невірний рух може коштувати дуже дорого. Психологічний тиск дуже великий. Що ж говорити про ограновування найбільшого алмаза в світі. Всі огранщики боялися поплатитися головою, зіпсувавши це чудо. Це завдання дісталося старовинній і шанованій фірмі з Антверпена. Людиною, що зважилися взятися за обробку став Джозеф Ашер.
Джозеф Ашер робить перший удар по Кулінану 10 лютого 1908 р.
Усередині найбільшого алмаза в світі були тріщини, тому виготовити з нього один величезний діамант було не можливо. Кращий гранувальник Європи вивчав камінь близько трьох місяців, з'ясовуючи, як розташовані пластини кристалів і визначаючи напрям того самого єдиного удару, що дозволяє розколоти алмаз по вже наявних в ньому тріщинах. Це була величезна відповідальність для однієї людини. Розповідають, що завдавши по каменю перший удар, що розколов алмаз точно навпіл, Ашер зомлів. Отямившись і переконавшись у тому, що Кулінан не розсипався на дрібні шматочки, він знову втратив свідомість.
Джозеф Ашер не знищив алмаз, скоріше навпаки, — створив шедеври. З Кулінана вийшло 9 великих і 96 дрібних діамантів, загальна маса яких склала 1063,65 карат. При обробці було втрачено майже 66% дорогоцінної маси. Ці камені й донині притягують погляди публіки, що розглядає в Тауері коштовності Британської корони.
Дев'ять найбільших частин «Куллінану» після розділення
Діамант «Зірка Африки»
Демонтована «Зірка Африки»
«Зірка Африки» у скіпетрі Едуарда VII
Король Едуард VII в одязі для коронації. 1902 рік.
Діамант «Кулінан II»
Королівська корона Англії із діамантом «Кулінан II»
Брошка Кулінан III і IV:
третій і четвертий по величині з дорогоцінних каменів — грушовидна крапля 94,4 карата (III) і подушковидна 63,3 (IV) — були спочатку розміщені на нову корону королеви Марії в 1911 році. Камені найчастіше носять Зчеплені разом як кулон або брошку
Брошка Кулінан V:
Це камінь у формі серця вагою 18,8 карата оправлений платиною
Брошка Кулінан VI і VIII
Кольє Делі Дурбар з кулоном Кулінан VII
Перстень Кулінан IX.
Куллінан IX найменший з дев'яти каменів, масою 4.4 карат, був встановлений в платиновий перстень для королеви Мері в 1911 році.
Ексцельсіор — (995,2 кар.) — Південна Африка, 1893 р. Виготовлено 21 діамант, найбільший — 69,8 кар.
Алмаз Ексцельсіор
У списку найбільших з коли-небудь знайдених алмазів світу, Ексцельсіор займає почесне друге місце. Характеристики другого за величиною алмазу в світі такі. Початкова маса — 194,2 грама (995 каратів). Камінь ідеально чистий, має невеликий блакитний відтінок. У висоту камінь доходить до 7.5 см, в основі — 6 см.
Ексцельсіор був знайдений в 1893 році на одному з рудників Сьєрра-Леоне (Африка). Знайшов алмаз місцевий робітник не спробував втекти і потайки збути камінь торговцям за астрономічну суму. Замість цього він пішов прямо до начальника рудника, і розповів про свою знахідку. На його щастя, керуючий рудником виявився людиною порядною. Він тут же заплатив робітнику 500 фунтів стерлінгів (чимала, на ті часи сума), а також подарував коня. Вражали розміри і дуже висока якість знайденого алмазу. Камінь мав, до того ж дуже незвичайну форму: одна його сторона була плоскою, а інша опуклою. Стоячи на столі, камінь нагадував невеликий обеліск. Назвавши алмаз «Ексцельсіор» (в перекладі «найвищий») керуючий вирішив переправити його в Англію.
Незабаром, під посиленою охороною, камінь благополучно прибув до Лондона. У продовж цілих десяти років алмаз Ексцельсіор оглядали і вивчали кращі європейські ювеліри. Накінець в 1903 році було прийнято рішення про його огранювання. В результаті камінь був розпиляний на багато (21) частин. Загальна маса, отриманих після огранки каменів склала приблизно 374 карата. Як не старалися майстри, але втрати склали близько 62% від початковоі маси алмазу. Найбільша частина, що вціліла після обробки, важить 70 карат і носить назву «Ексельсіор I». Дрібніші камені, що залишилися, огранили і продали в приватні колекції. Деякі з них купили представники наймодніших ювелірних брендів.
Діамант Ексцельсіор-I
Цілих 12 років Ексцельсіор гордо займав місце найбільшого алмаза. Але з зрушив, знайдений в 1905 році алмаз Куллінан. На даний момент Ексцельсіор так і перебуває на другому, не менш почесному місці. Достеменно невідомо, з якої причини ювеліри допустили поділ величезного алмаза на 21 частину, не залишивши нащадкам можливості милуватися на Ексцельсіором в музейній вітрині. Як би там не було, але сам факт існування алмазів таких розмірів все одно вражає.
Зірка Сьєрра-Леоне — (968,9 кар.) — Західна Африка, 1972 р. Виготовлено 17 діамантів, найбільший — 153,96 кар.
Алмаз Зірка Сьєрра-Леоне
14 лютого 1972 великий безбарвний кристал знайшли в алювіальних відкладеннях, в шахті Дімінко, Койда (Сьєрра-Леоне). Алмаз, названий на честь його країни — «Зірка Сьєрра-Леоне», обігнав алмаз «Сефаду» (620 карат, знайдений в 1970 році).
Першими людьми, які побачити камінь були О. Вільямс, інженер Сьєрра-Леоне, що відповідає за завод, і В. Д. Адамс, співробітник з питань безпеки.
Виявлений алмаз був розміром з куряче яйце і приблизно прямокутної форми. Він був перенесений під суворим конвоєм безпеки до Фрітауна, де президент країни, Сіака Стівенс, назвав його «Зірка Сьєрра-Леоне».
Колишній президент Сьєрра-Леоне Сіака Стівенс тримає Зірку Сьєрра-Леоне
Алмаз «Зірка Сьєрра-Леоне» — третій за розміром алмаз з усіх знайдених за історію людства, і найбільший з алмазів, знайдених в цій країні. Зірка Сьєрра-Леоне — виняткової якості прозорий, блискучий, безбарвний алмаз, з характеристикою абсолютної хімічної чистоти.
Ювелірна нью-йоркська компанія «Harry Winston» Inc купила у президента Сьєрра-Леоне Сіака Сітвенса алмаз Зірка Сьєрра-Леоне вже 3 жовтня 1972 за 2500000 долларов. Лазар Каплан, майстер-ювелір в 3-му поколінні, протягом року досліджував алмаз перед процесом різання, який показували по загальнонаціональному телебаченню Америки.
З алмазу Зірка Сьєрра-Леоне було виготовлено 17 діамантів «чистої води», з них — 13 діамантів бездоганної якості.
Найбільший спочатку важив 143,2 каратів, але через внутрішній дефект і помилки в ограновуванні його довелося огранувати повторно до 53,96 карат.
З цих 17 діамантів — 6 діамантів Harry Winston встановли в знамениту брошку «Зірка Сьєрра-Леоне». Діамант Зірка Сьєрра-Леоне 53,96 карат у формі груші також встановили в брошку.
Великий Могол — (787 кар.) — Індія, XVII ст. Виготовлений діамант масою 279 кар.
Великий Могол
Ілюстрація з енциклопедії «Nordisk familjebok»
Великий Могол. Копія.
Великий Могол — найбільший алмаз, коли б то не було знайдений в Індії. Виявлений в 1650 році в алмазних копальнях Голконди і спочатку мав масу в 787 карат. Ограновування його була доручене венеціанцеві Гортензіо Боргісу. Століттями належав династії Великих Моголів.
За повідомленням Таверньє, виготовлений Боргісом діамант в 279 карат мав форму троянди, всередині було помітне крихітне плямочка, і ще одна вада була знизу. Після вбивства Надир-Шаха в 1747 році сліди алмазу губляться. Не виключено, що з нього були отримані знамениті згодом камені «Кохінур» чи «Орлов».
Зірка тисячоліття — (777 карат) — після лазерної обробки — 203 каратний діамант грушевидної форми.
Алмаз та діамант Зірка тисячоліття.
Зірка тисячоліття — алмаз, знайдений на початку 1980-х років в низині De Beers в Конго.
Оброблений за допомоги лазера. Після чого виник унікальний, зсередини та зовні грушевидний діамант 203 карат. Гарі Оппенгайер, старійшина діамантового промислу, описав De Beers Millennium Star як «найкрасивіший діамант, який міг бачити світ». Названий діамант «De Beers Millennium Star» був виставлений як головний екземпляр De Beers Millennium Diamond Collection.
Ріка Уойе — (Войе-Рівер, «Алмаз Перемоги») (770 кар.) — Західна Африка (Сьєрра-Леоне), 1945 р. Виготовлено 30 діамантів, найбільший — 31,35 кар.
Також цей коштовний камінь зветься «Алмаз Перемоги», тому що був знайдений в Західній Африці в 1945 році — в рік перемоги над фашистською Німеччиною.
Початкова маса алмазу Ріка Уойе — 770 карат. Алмаз Перемоги був розколотий і з його частин було отримано 30 діамантів, найбільший з яких важив 31,35 карат.
Президент Варгас — (726,6 кар.) — Бразилія, 1938 р. Виготовлено 29 діамантів, найбільший — 48,26 кар.
Алмаз Президент Варгас
Діамант Президент Варгас
Алмаз було виявлено 13 серпня 1938 року в Бразилії, в алювії річки Санту-Антоніу в окрузі Коромандел штату Мінас-Жерайс. Його виявили Жоакім Венансіо Тьягу і Мануель Мігель Домінгес. Згодом з нього було виготовлено 29 діамантів, найбільший з яких мав масу 48,26 карат. Чотирнадцятому, найбільшому з діамантів, було надано смарагдове ограновування.
Під час обробки алмазу Президент Варгас.
Алмаз названий на честь президента Бразилії Жетуліо Варгаса, в роки правління якого він був виявлений.
Жетуліо Дорнеллес Варгас
(1882–1954)
17 президент Бразилії (з 1951 по 1954 р.)
У 1939 році алмаз був оцінений в 600 тисяч доларів.
Джонкер (Йонкер) — (726 кар.) — Південна Африка, 1934—р. Виготовлено 12 діамантів, найбільший — 125,65 кар. Загальна маса діамантів 370,87 кар.
Алмаз Джонкер до огранування
Джонкер був знайдений на копальні Еландсфонтейн поблизу Преторії в Південній Африці Дж. Я. Джонкером 17 січня 1934 року. Алмаз мав 726 каратів і був четвертим за величиною серед коли-небудь знайдених необроблених алмазів. За 5 км від нього був знайдений найбільший алмаз — Кулінан. Існує припущення, що Джонкер міг бути частиною Кулінана, оскільки кристали мали сколи які ідеально збігаються.
Алмаз мав круглу форму і блакитно-білий колір. Знайдений алмаз був проданий за 70 000 фунтів корпорації Diamond Corporation Ltd, яка перепродала його в США Г. Уінстону за 150 000 фунтів. Ограновування каменя проводилось в Нью-Йорку. Виготовлено 12 діамантів, найбільший (масою 142,9 карата), пізніше був переогранено до 125,65 карат. Загальна маса діамантів, отриманих з каменю, 370,87 карат.
Л. Каплан був обраний для того, щоб розколоти алмаз на кілька дорогоцінних каменів. Процес вивчення алмаза для визначення оптимального розділення відбулався протягом декількох місяців. 27 квітня 1936, перший розкол був зроблений, яким відділили 35-каратний камінь. Джонкер розділили на 13 каменів. Великий шматок названий Йонкер I, 142,90 карата бездоганний алмаз, який пізніше був повторно переогранений до 125,35 карата.
Назва
Маса після відділення (кар)
Кінцева маса (кар)
Jonker I
220
142,90
Jonker II
79,65
41,29
Jonker III
65,28
35,45
Jonker IV
52,77
30,71
Jonker V
54,19
25,78
Jonker VI
53,95
24,91
Jonker VII
43,30
19,76
Jonker VIII
35,82
15,77
Jonker IX
27,85
13,55
Jonker X
29,46
11,43
Jonker XI
13,57
5,70
Jonker XII
10,98
5,30
Jonker XIII
8,28
3,53
12 найбільших частин Джонкера
У 1949 році король Єгипту й Судану Фарук I придбав Йонкер I, але після того як він був позбавлений влади і засланий, в 1952 році, коштовний камінь був загублений. Після декількох років камінь з'явився у власності королеви Непалу Ратни. Останнє відоме місцезнаходження Йонкера I було у Гонконзі в 1977 році, коли він був проданий анонімному покупцеві за $2259000.
Діамант Джонкер I (фото 1940 р.).
У травні 1994 року Йонкер II приїхав на аукціон Сотбіс. Він, мабіть, був переогранений від 41,29 карата до 40,26 карата. Його продано за $1975000.
Йонкер V, VII, XI, XII і у власності махараджі Indore.
Йонкер X, за чутками, був придбаний Джоном Д. Рокфеллером-молодшим.
Ювілейний (Ювілей) — (650,8 кар.) — Південна Африка, 1895 р. Виготовлено 2 діаманта, найбільший — 245,3 кар.
Діамант Ювілей
В кінці 1895 року на руднику Ягерсфонтейн був знайдений крупний алмаз — неправильної форми октаедр без чітких граней. Спочатку його назвали алмаз Райтца (Рейц), щоб привітати Президента Помаранчевої Республіки Reitz WP Orange.
Через рік після знахідки алмазу, в 1896 році, його огранили і відполірували в Амстердамі (Messrs. MB Barends під керівництвом Merssrs. Metz).
При обробці вийшли два алмази — 40 і 600 карат. Чистий діамант у формі груші вагою 13,34 карат викупив у подарунок дружині король Дон Карлос I — на цьому історія меншої частини алмазу закінчилася.
Більший діамант вийшов у 245,35 карат у формі кушона, колір E (безбарвний), чистота VVS2 (з незначними включеннями).
Кристал був огранований в ювілей 60-річчя коронації королеви Вікторії в 1897 році і названий діамант Ювілей. Консорціум торговців хотів подарувати діамант Ювілей королеві Вікторії на честь святкування її «алмазного» ювілею правління, але цього не сталося, хоча назва діамант Ювілей залишилася.
У 1900 році консорціум демонстрував діамант Ювілей на Паризькій виставці, де його оцінили у 7 млн франків, і він відразу привернув увагу публіки.
Один з найбагатших людей Індії, філантроп і бізнесмен, який заклав основу індійського сталеливарної промисловості — сер Дорабджі Джамсетджі Тата став першим власником діаманта Ювілей. У 1932 році, після смерті індійського промисловця, його спадкоємці вирішили продати діамант.
У 1935 році діамант Ювілей був виставлений на продаж ювелірним домом Картьє за ціною 75 000 фунтів.
Серед претендентів на володіння діаманта Ювілей був і князь Бароди, в підсумку камінь придбав Поль Луї Вейлер — французький промисловець.
Діамант Ювілей за участю Вейлера часто бував на виставках. У 1960 році — в Смітсонівському Інституті, потім в Женеві.
На історичну батьківщину ПАР діамант Ювілей повернувся в 1966, де був виставлений в Йоганнесбурзі в павільйоні De Beers Diamond.
Згодом Роберт Муавад став власником діаманта Ювілей, який сказав про нього таке: «Якщо говорити про людський внесок у створення діамантів, то моїм фаворитом безумовно стане Jubilee Diamond за його неперевершену огранку».
Сьогодні діамант Ювілей може побачити будь-хто в Вашингтонському музеї при інституті Смітсоніан.
Безіменний (Дютойспен) — (616 кар.) — Південна Африка, 1974 р. Не огранований.
Даний алмаз іноді називають Октаедр Кімберлі.
Алмаз Октаедр Кімберлі в породі
Цей алмаз виявлений в 1964 (за іншими даними в 1972 чи 1974) році в Південній Африці на шахті Дютойспент, розташованій в районі Кімберлі.
Цей алмаз є найбільшим природно утвореним октаедричним кристалом алмазу в світі.
Алмазний був збережений в своєму природному стані: жовтий октаедричний кристал масою 616 карат.
Власники алмазної компанії De Beers Consolidated Mines Ltd, яким було відомо про рідкісні властивості цього алмазу, вирішіли зберегти його для нащадків, оскільки шансів знайти схожі алмази таких величезних розмірів були вкрай малими.
Алмаз сьогодні виставлений в «Diamond Vault» для відвідувачів центру «Kimberley Big Hole» разом з алмазом Еврика першим алмазом, який був виявлений в Південній Африці на березі річки Помаранчева у 1867 році.
Лесото Браун — (601,25 кар.) — Лесото, 1967 р. Виготовлено 18 діамантів, найбільший — 71,73 кар.
Відкритий в травні 1967 року, 601 каратів алмаз Лесото Браун був першим значним алмазом відкритим в Letseng і таким чином став відомий як найбільший алмаз, коли-небудь виявлений жінкою.
Алмаз Лесото Браун
Назва алмазу комбінована, вона відображає країну походження алмазу — Лесото, та коричневий колір алмазу (Браун).
Лесото Браун був виявлений випадково Ернестіною Рамабоа. Вона, як вважають, йшла чотири дні і чотири ночі з чоловіком, щоб доставити алмаз в цілості авторитетному покупцю алмазів. Це відкриття стало божим даром для бідної пари.
Після того, як Лесото Браун був проданий і придбаний декілька разів, Гаррі Уінстон придбав алмаз на аукціоні в Женеві в 1968 році і розділив Лесото Браун на дві частини. Розділення алмазу транслювалося в прямому ефірі по американському телебаченню того ж року. Містер та місіс Рамабоа також були запрошені на цю подію.
Полірування було завершене за рік і, в результаті, одержано 18 дорогоцінних каменів загальною масою 252,40 карата, найбільшим з них є Лесото I (71,73 карата, бездоганної смарагдової огранки діамант з блідо-рожевим відтінком).
Діамант Лесото I
Лесото III (3-ій за величиною камінь, вирізаний із кристалу) — коштовний камінь у 40,42 карата (8,08 г) в формі маркіза, який колись належав Джекі Кеннеді, подарований їй чоловіком Арістотелем Онассісом.
Сторічний — (599,10 карат) — виявлений в липні 1988 року — на 100-річний ювілей відомої алмазодобувної і обробної фірми De Beers.
Діамант Сторічний
Сторічний має масу 273,85 карата (54,77 г), третій за величиною алмаз, був знайдений в копальні Прем'єр. Він був названий Сторічним оскільки був представлений на святкуванні сторіччя De Beers Consolidated Mines, 11 травня 1988 року. Сторічний був представлений в ограненому вигляді в травні 1991 року.
Алмаз Сторічний був виявлений в копальні Прем'єр 17 липня 1986, використовуючи систему рентгенівського зображення. Необроблений алмаз важив 599 карат (120 г), і він був представлений 11 травня 1988 у святкування сторіччя De Beers Consolidated Mines.
Алмаз завдав багато труднощів при його обробці. Один з найдосвідченіших огранщиків в світі, Габі Толковськоий, був обраний для вивчення та оцінки великого каменя.
Спеціальна кімната була розроблена в підземеллі науково-дослідної лабораторії Beers Diamond в Йоганнесбурзі (Південна Африка), щоб мати ідеальні умови для розділення та обробки алмазу. Діаманту Сторіччя було надано 247 граней. Алмаз важив 599 карат, а після ограновування і полірування діамант набув маси 273,85 карата. Він був застрахований на $100 млн. Тепер, кажуть, що De Beers не є більше власником дивовижного діаманту і нинішній власник невідомий.
Алмаз Кімберлі мав спочатку 490 карат, кольору шампанського і названий на честь копальні Кімберлі в Південній Африці. Перше огранування перетворило його на 70 каратів в 1921 році, а в 1958 році власники алмазу Baumgold Bros., Нью-Йорк, переогранували його, щоб поліпшити пропорції та збільшити яскравість. Діамант набув форми смарагду і маси 55,09 карата. Це один з найбільш широко відомиих алмазів смарагдового ограновування.
Baumgold Bros. продав камінь невідомому колекціонеру з Техасу в 1971 році.
Вікторія — (469 кар.) — Південна Африка, 1884 р. Виготовлений діамант масою 184,5 кар.
Алмаз «Вікторія» відомий ще й під трьома іншими назвами: «Великий Білий», «Джекоб» та «Імперський». Цей величезний камінь масою 457,5 (а за іншими відомостями — 469) карата в необробленому стані, що мав форму неправильного октаедра, був видобутий, скоріш за все, в Південній Африці (деякі джерела навіть вказують точне місце — шахта Ягерсфонтейн). Якими шляхами він потрапив до Європи, невідомо; швидше за все шляхи ці були не цілком прямимі, і справа не обійшлася без участі контрабандистів. Як би там не було, в 1884 році камінь з'явився на лондонському алмазному pинку. На честь тодішньої королеви Великобританії він отримав назву «Вікторія». І це, пізніше, викликало певну плутанину в середовищі історіографів, так як камінь з такою назвою на той час вже існував. Ця більш рання «Вікторія» (назвемо її для ясності «Вікторія I») була знайдена в південноафриканській шахті «Де Бірс» в 1880 році, важила 428,5 карата і після ограновування придбала масу 228,5 або 288,5 (тут джерела розходяться) карата. Цей камінь зі злегка жовтуватим відтінком був згодом проданий якомусь індійському принцу, і з тих пір про нього не було ні слуху, ні духу.
Діамант Вікторія (Джекоб)
Що стосується алмазу «Вікторія» («Вікторія II»), що з'явився в 1884 році в Лондоні, то він був абсолютно безбарвний — одним словом, «Великий Білий». Пізніше майстри з Амстердама виготовили з нього два діаманти, з яких один, більший мав овальну форму і важив 184,5 карата, а другий, менший, являв собою круглий діамант масою 20 каратів. Великий діамант (його розміри складають 39,5х29, 25х22, 5 мм) і став тією нині знаменитою «Вікторією», до назви якої пізніше додалися назви «Великий Білий», «Імперський», а ще пізніше — «Джекоб», по імені торговця алмазами Олександра Малколма Джекоба, в руках якого камінь залишався нетривалий час і який продав його в 1891 році нізаму Хайдарабаду за 20 000 фунтів стерлінгів.
Мір Махбуб Алі-хан Асаф Джах VI
(1866–1911)
9-й Нізам Хайдарабаду
Через сто років, в 1995 році уряд Індії викупив колекцію скарбів нізамів, оголосивши їх національним надбанням. У цій чудовій колекції коштовностей з 173 ювелірних виробів 17-20 століть був і діамант «Джейкоб», оцінений фахівцями в 4 мільярди рупій (близько 93 мільйонів доларів). А сім років тому вперше в історії Індії цей чудовий діамант був виставлений разом з іншими коштовностями із зібрання нізамів для публічного огляду в Національному музеї в Делі.
Великий восьмигранний коричневий алмаз Darcy Vargas знайшли в Бразилії в 1939 році. Коричневий алмаз Дарсі Варгас отримав ім'я на честь дружини президента Бразилії Жетулио Варгаса. Громадського діяча і першу леді Бразилії звали Дарсі Сарманью Варгас.
Жетуліо Дорнеллес Варгас
(1882–1954)
17 президент Бразилії (з 1951 по 1954 р.)
Дарсі Сарманью Варгас
(1895–1968)
Це другий алмаз, названий на честь президента Бразилії — перший так і назвали Президент Варгас. Незважаючи на те, що Варгас правив як диктатор з 1930 по 1945 роки, в якості президента — з 1951 по 1954 роки, численне міське населення Бразилії ставилося до нього прихильно і всіляко підтримувало в роки правління.
Нізамі — (440 кар.) — Індія, 1835 р. Виготовлений діамант масою 277 кар.
Алмаз Нізамі
Один з найзнаменитіших серед коли-небудь знайдених кристалів у світі. Його знайшли на шахті Коллур біля річки Кістна Голконди в Індії на Деканському плато.
Назвали алмаз в честь принца Нізамі з Хайдарабада. У часи індійського повстання алмаз розчленували на кілька частин, найбільшу частину огранили в діамант 277 карат мигдалеподібної форми.
Зараз місцезнаходження діаманта Нізамі невідомо — остання згадка про нього зустрічається в 1891 році в "San Francisco Chronicle", де йдеться про оцінку цього каменю небувалою в ті дні сумою — 800 000 фунтів стерлінгів. Можливо, алмаз Нізамі знаходиться в приватній колекції.
Алмаз Zale Light of Peace diamond, Світло Миру, Світоч миру 434,6 карат.
У 1969 році Zale Corporation Dallas придбала в Антверпені блакитно-білий вишуканий алмаз із Західної Африки (Сьєрра-Леоне). Через 2 роки роботи над алмазом в Нью-Йорку вийшло 13 діамантів загальною масою 172,46 карата.
Найбільший діамант з них назвали Light of Peace diamond 130,27 карат у формі груші з 111 гранями, колір D, чистота VVS1.
Решта 12 діамантів, отримані з алмазу Світло миру:
9,11 карат маркіз
9,04 карат маркіз
6,93 карат круглий діамант
3,63 карат серце
3,55 карат овал
2,73 карат маркіз
1,83 карат груша
1,55 карат груша
1,51 карат груша
1,13 карат груша
0,81 карат маркіз
0,37 карат груша
Фото руки, що тримає алмаз Світоч миру, щоб показати його розмір
Морріс і Дональд Зайл, брати-засновники Zale Corporation пояснили причину назви діаманта Світоч Миру: «З придбанням алмазу Світоч світу ми вирішили зробити внесок у зміцнення миру на землі. Фонд, отриманий від показів алмазу Світоч миру, наша корпорація передала для боротьби за мир».
У 1980 році корпорація Zale продала діамант Light of Peace diamond в приватну колекцію і відмовилася розголошувати ім'я покупця.
Де Бірс — (428,5 кар.) — Південна Африка, 1888 р. Виготовлений діамант масою 234,5 кар.
Діамант Де Бірс
У 1888 році, на руднику компанії De Beers, був знайдений блідо-жовтий кривогранний октаедр, що важив 428,5 карата (439,86 метричних каратів) і мав 47,6 мм по довжині більшої осі і 38,1 квадратних міліметрів площі. Свою назву алмаз отримав на честь рудника «Де Бірс». За винятком Великого Білого Алмаза (інакше званого Яків-Вікторія), це був найбільший алмаз, знайдений на шахтах в Кімберлі в той період.
Бупіндер Сінгх
(1891–1938)
Махараджа князівства Патіала (з 1900 по 1938 р.). Індія.
Невідомо де камінь був огранований, але припускають, що в Амстердамі. Після ограновування діамант став важити 234,5 карата. Був виставлений на Паризькій виставці 1889 року під назвою «Вікторія» (не слід плутати з алмазом Яків-Вікторія). Вперше був придбаний приватною особою в 1925 році і в 1930-х роках був придбаний індійським принцом Патіали. Ювеліри Картьє оформили його в намисто, відоме як намисто Патіали. В 1982 році цей діамант виставлявся на аукціон вартістю 1750000 доларів, але не був проданий. Після цього цей алмаз на торги не виставлявся.
Намисто Патіали із діамантом Де Бірс
Після смерті принца намисто зникло, і лише його залишки вдалося знайти в одному з лондонських ювелірних магазинів. При цьому сім найбільших каменів, включаючи центральний Де Бірс, були відсутні. Картьє викупили залишки намиста і чотири роки намагалися відновити його, але оригінальні камені довелося замінити синтетичними. Спочатку намисто містило близько 2930 діамантів, загальною вагою 962,25 карата.
Алмаз Регента («Пітт») — (410 кар.) — Індія, 1701 р.
Діамант Регента. Ілюстрація з енциклопедії «Nordisk familjebok»
Регент (Пітт) — один з відомих історичних каменів, найбільший (маса 136,75 карата) із алмазів, що зберігаються в Луврі. Знайдений в копальнях Голконди в Індії десь між 1698 і 1701 роками рабом-індусом, який розрізав стегно і сховав камінь в рані під пов'язкою. Англійський матрос обіцяв рабу вивезти його на судні за алмаз, але заманивши його на корабель, відняв камінь і вбив.
Діамант Регента
Алмаз він продав за 1000 фунтів стерлінгів англійському губернаторові форту Святого Георга Пітту, чиїм ім'ям камінь називався до 1717 року.
Томас Пітт
(1653–1726)
Пітт негайно відправив покупку в Англію для огранювання. Різанням і шліфуванням алмазу, який незабаром отримав назву на честь свого власника — Пітт, зайнявся лондонський ювелір Джозеф Коуп. Вправний майстер працював над каменем близько двох років, отримавши за свою працю 5 тисяч фунтів стерлінгів, що для початку 18 століття було абсолютним рекордом винагороди різьбяра і шлифувальника. При ограновуванні у вигляді кушона (подушки) камінь значно зменшився в розмірах: до 32х34х25 мм. Тепер він став важити 140,5 карата (близько 28 грам). Від початкової маси 410 карат залишилося близько третини. Дрібні «осколки», щоправда, не пропали. Їх пустили в продаж, і вони принесли власнику виручку близько 7 тисяч фунтів стерлінгів. Частина діамантів була куплена російським царем Петром I.
В Англії 18 століття володіти дуже дорогим діамантом звичайній людині, навіть якщо він колись був губернатором в одній з колоній, було дуже непросто. Пітт жив у вічному страху пограбування. Він ніколи не розлучався з каменем і постійно міняв місце проживання. Під одним дахом він не спав більше двох ночей, нікому не говорив, куди їде. До того ж в лондонському товаристві ходили наполегливі чутки про те, що Пітт придбав свій скарб нечесним шляхом — про це писали в газетах. Найбільший англійський поет Олександр Поуп відгукнувся на пересуди їдкою епіграмою, котра миттєво облетіла столицю. І хоча власник каменя відчайдушно відбивався від звинувачень в нечесності, писав листи в редакції, вимагаючи спростувань, навіть після його смерті (у 1742 році) чутки ганебні для Томаса Пітта не вщухали, так що його спадкоємці наполягли на публікації виправдувальних листів колишнього губернатора в лондонській «Дейлі Пост».
Продаж «Пітта» здавалася природним виходом із становища, але власник просив за діамант занадто високу ціну — 135 тисяч фунтів стерлінгів. Ця фантастична для того часу сума відлякувала потенційних покупців. Цікаво, що клієнтам, які цікавились діамантом, Пітт і його повірені показували не сам камінь, а його точну імітацію, виконану зі свинцю. Згодом Т. Пітт подарував цю модель Британському музею. Нарешті, в 1717 році лондонський ювелір Айзек Ебендена, що займався в числі інших торгових справ і реалізацією відомого алмазу, знайшов зговірливого клієнта.
Герцог Орлеанський, регент Франції при малолітньому Людовику XV, звик розкидатися грошима, задовольняючи власні примхи. За кілька років його регентства скарбниця Франції була спустошена, країна опинилася на межі фінансового краху. Такій людині не личить зупинятись на шляху виконання свого бажання з причини порожнього гаманця. Виплачена за діамант сума склала 3375000 франків. З тих пір як камінь перетнув Ла-Манш, його стали називати, як і нового господаря — Регентом. Трохи пізніше діамант був визнаний королівським скарбом. У 1722 році він був вправлений в корону Людовика XV, а потім корону Людовика XVI для коронації в 1775 році. Королева Марія-Антуанетта носила його в шпильці, який утримував її розкішний капелюх з чорного оксамиту.
У 1791 році за наказом Національних зборів була проведена інвентаризація всіх королівських скарбів, які відтепер стали вважатися надбанням Франції. Спеціально створена комісія ювелірів оцінила Регент в 12 мільйонів франків. Разом з іншими коштовностями діамант знаходився в Луврі, в королівському сховищі Гард-Мьобль.
У 1792 при розграбуванні королівського палацу камінь зник разом з такими знаменитими алмазами як Сансі та Французький Синій (Блакитний Таверньє, з якого згодом був вирізаний діамант Хоуп), але через 15 місяців після викрадення алмаз знайшли на одному з паризьких горищ.
Треба сказати, що знайшли досить до речі. Він не раз служив Наполеону (і в роки консульства, і в бутність його імператором), коли тому терміново були потрібні гроші для організації чергового військового походу. Так, одного разу Регент разом з парою менш дорогих каменів був посланий в заставу берлінському банкірові Треськову як застава чотиримільйонної позики. Щойно повернувшись з Берліна, Регент знову вирушив у дорогу, на цей раз в Амстердам, до банкіра Ванденберга, який часто хвалився діамантом на численних прийомах, як у себе вдома, так і в особняках інших іменитих голландців. Ідея використання коштовностей корони для отримання коштів на утримання 14-ти армій дуже сподобалася Наполеону. Він зробив її істотною складовою своєї фінансової політики.
Однак Регент подальших мандрівок уникнув. Перший консул наказав вставити камінь у рукоятку церемоніальною консульської шпаги, де Регент сусідив із двома іншими діамантами по 16,5 карата, конфіскованими у якихось аристократів у страшні дні революційного терору. Консульська шпага була частиною парадного костюма першої особи держави, а зовсім не бойовою зброєю, тому дуже дивно читати «справжні» спогади «очевидців», в яких стверджується, що імператор кидався з цією шпагою в бій, і яскравий блиск Регента надихав наполеонівських солдатів на чергову перемогу. Після краху імперії Марія-Луїза, дружина поваленого імператора, покидаючи Париж, прихопила з собою коштовності корони, в тому числі і парадну шпагу. Вона постаралася надіти на себе побільше прикрас, наївно вважаючи, що в разі затримання її російськими козаками обшукувати царствену особу не посміють. Ось тільки з Регентом виникли проблеми. Важко було заховати на жіночому тілі шпагу. Тоді втікачка наказала месьє Меневалю, офіцеру свити, розламати нещасливий предмет на шматки; рукоятку з Регентом Марія-Луїза сховала під своїм плащем. Але колишня імператриця, очевидно, погано знала своїх ворогів. Тимчасовим урядом їй навздогін був посланий офіцер зі спеціальним завданням: ретельно перерити весь багаж. У Марії-Луїзи відібрали не тільки дорогоцінні камені французької корони, але і срібний посуд, а ще — золоті і срібні монети на суму близько 10 мільйонів франків. Офіцер, не замислюючись, зірвав з шиї переляканої жінки навіть золоте кольє, особистий подарунок Наполеона.
Щоправда, за іншими даними Луїзі все ж вдалося провезти Регента в Австрію, і діамант потім був повернутий французькому королю Людовику XVIII її батьком, віденським імператором. Як би там не було, але за часів Реставрації Карл X вставив Регента в так звану алмазну корону, виготовлену кращим ювеліром Франції Фредеріком Бапстом. «Король-буржуа» Луї-Філіп знову відправив Регент в сховище Гард-Мьобль.
Налетіла революційна гроза 1848 року. І знову, як п'ятдесят з гаком років тому, діаманти спробували викрасти з Лувру. Кажуть, історія любить повторюватися, причому повтор найчастіше обертається фарсом. Так сталося і цього разу. Коли натовп увірвалася в Лувр, попереджена Національна гвардія встигла заховати коштовності в карнизи камінів. Важко сказати, знайшли б їх погромники чи ні, але вони — на щастя для діамантів — наткнулися на винний склад. Дорогу до 10 тисяч пляшок вин з королівського столу вказав їм мало не командир гвардійців. Почалася шалена п'янка, яка тривала всю ніч. Коли на наступний ранок в Лувр увійшли війська, вони виявили у винних підвалах трупи 12 померлих від пиятики грабіжників. Решта в неосудному стані були розвезені по тюрмах.
Через кілька років Наполеон III наказав вставити Регент в діадему своєї дружини. Правда, діадема ця рідко бачила білий світ: у часи Другої імперії її разом з іншими дорогоцінними каменями зберігав в особистому сейфі Тьєррі, довірена особа монарха; пізніше скарби французької корони перекочували в підвали міністерства фінансів.
Нової небезпеки Регент (разом з іншими коштовностями) піддався з початком франко-пруської війни 1870-1871 років. Німці наступали, і було вирішено вивезти скарби з Парижа. Їх упакували в ящик із страхітливою написом: «Спеціальні снаряди» — і відправили на головну французьку військово-морську базу в Брест. Крейсер, на який завантажили «снаряди», повинен був знаходитися в повній готовності до виходу в море, а там його рейс міг тривати і до далекого Сайгону.
На щастя, морська подорож не знадобилася. Після укладення миру діаманти повернулися в Париж, де їх чекала чергова напасть. Розореної війною республіці потрібні були гроші. І тоді деякі депутати Національних зборів (особливо старався Бенжамін Распай) запропонували уряду легкий шлях вирішення фінансових утруднень: продати коштовності корони. Оцінювала камені особлива комісія фахівців. Відомі ювеліри брати Бапст, самі, мабуть, імениті її учасники, щосили опиралися продажу історичних діамантів, зокрема Регента. Вони переконували колег і уряд в тому, що точну вартість Регента визначити не можна, що продажну ціну визначить випадок і, можливо, цей унікальний за красою камінь піде всього за 600-700 тисяч франків. Ото буде приниження для нації, якщо діамант дістанеться якомусь малоосвіченому американському товстосуму, і той буде возити його по ярмарках й брати грошики з бажаючих побачити французьку дивину.
Розсудливість перемогла: історичні камені були передані в музеї. Регент, вартість якого, за деякими повідомленнями, склала до двох третин загальної вартості коштовностей, потрапив в Лувр.
Йому треба було пережити ще одну подорож. У 1940 році, коли німці наближалися до Парижу, Регент разом з іншими дорогоцінними каменями відправили в замок Шамбор, де його сховали за кам'яною панеллю стіни. Там він і зберігався всю війну. Після її закінчення камені повернули в Лувр, і тепер Регент знаходиться в Аполлоновій галереї знаменитого музею.
Орлов — (400 кар.) — Індія, кінець XVII ст. — початок XVIII ст. Виготовлений діамант масою 189,62 кар. З 1784 р. вправлений в Імператорський скіпетр. Можливий попередник — «Великий Могол».
Діамант Орлов
Діамант Орлова, подарований Григорієм Орловим імператриці Катерині II в знак його великого кохання до неї в 1775 році, відомий з часів, коли він був вставлений в око Ідола прикрашав палац Брахми в Індії, а пізніше був переданий Шаху Надіра.
Навколо цього каменю спліталося багато переказів. Він був знайдений на початку 18 століття в Голконди, в копальнях Коллура, і огранований у вигляді високої троянди. Його початкова вага була близько 300 карат, причому за однією з версій він становив один з трьох природних осколків каменя Великих Моголів, так званої Великої Таблиці.
Шах Джехан залишився незадоволений цим огранюванням і наказав камінь перегранувати, після чого камінь прийняв форму сучасного Орлова з його вагою в 200 карат. Саме в цьому вигляді камінь у палаці Ауренг-Зеба звернув на себе увагу мандрівника Таверньє. Після смерті Шаха Джехана, в 1661 році, в руки його сина Ауренг-Зеба потрапив й інший великий алмаз, огранений у вигляді прекрасної індійської троянди і названий пізніше, при Шаху Надіра, Кох-і-Нуром. Цей камінь виявився прекрасною парою нашому Орлову, який носив тоді назву «Великого Могола». Обидва ці алмази були вставлені в трон Шаха Надіра, який заволодів індійською столицею Делі в 1737 році. У 1766 або 1767 камінь купив за чималі гроші вірменин Георгій Сафрас, про що в 1768 році доповідав астраханському губернаторові Якобі місцевий купець Гілянчев. Сафрас, колишній зять Гілянчева, 1 жовтня 1767 (за старим стилем) поклав камінь на збереження в амстердамський банк британської Ост-Індської компанії. У 1771 році, відправляючись із Санкт-Петербурга до Голландії, Сафрас (як було тоді положено) складає заповіт. У ньому він наказує своїм душоприказником, в числі яких опинилися придворний ювелір Іван Лазарєв і брат його Яким, у разі своєї смерті забрати з банку «алмаз вагою в 779 Гранів голландських».
Оскільки гран дорівнює чверті карата, то згаданий камінь повинен був важити близько 195 каратів. У жовтні 1772 Сафрас продав половинну частку в алмазі Івану Лазареву за 125 тисяч рублів, причому сам камінь перейшов у розпорядження Лазарєва. Кожен із співвласників міг продати камінь, але виручку слід було розділити навпіл. Враховуючи сказане, зрозуміло, чому алмаз в колах знавців називали «Амстердамським» або «Лазаревським». У 1773 році Лазарєв продав камінь графу Григорію Орлову за 400 тисяч рублів із сплатою в семирічний термін.
Григорій Григорійович Орлов
(1734–1783)
А. І. Чорний (Чернов). Портрет графа Г. Г. Орлова. Мідь, емаль. 7,2×5,3. Державний Ермітаж.
Побутує легенда, що Григорій Орлов купив камінь для Катерини II. Щедрим подарунком він, мовляв, розраховував повернути собі «особливе розташування матінки-цариці». Для подарунка був вибраний прийом з нагоди дня ангела імператриці 24 листопада (старого стилю) 1773 року. Як зазначає у своїх записках прусський посланець граф Сольмс, все що з'являлися в залі дарували, незважаючи на глибоку осінь, величезні букети квітів, а дехто вручав і сувенір, спеціально припасений для подібного випадку. Один граф Григорій з'явився з порожніми руками. Помітивши невідповідність свого явища загальному настрою, він ніби-то з досадою ляснув себе по лобі і в серцях промовив: «Пробач, матушка! У тебе ж сьогодні таке свято, а я, старий дурень, зовсім забув. Ну, не сердься, ось тут у мене завалялося дещо ... Може, згодиться ... Не відмовся прийняти». І з цими словами граф дістав з кишені жилета плоску коробочку, в якій знаходився дорогоцінний алмаз. Вдячна посмішка імператриці нібито винагородила всі його старання.
На людях-то все так, може, й сталося. Тільки подарунок був злагоджений задовго до імператорських іменин. Злі язики говорили, що і оплачений був алмаз скарбницею. У всякому разі, копія каменю була виготовлена ще в кінці 1772 або початку 1773 року. Вона була надіслана на огляд в Санкт-Петербург навесні 1773 року. Про отримання її 6 березня зробили в книзі наказів імператриці відповідний запис. Катерина любила діаманти — і не тільки носити або роздивлятися їх. Одним з модних розваг при дворі була карткова гра на райдужні кристали. Для цього використовували необроблені камені або ж діаманти, вийняті з оправ. «Як весело грати в діаманти! — Хвалилася імператриця в одному зі своїх листів. — Це схоже на Тисячу і одну ніч». Звичайно, такі ігри влаштовували тільки в дні знаменних подій, наприклад в день народження цесаревича Олександра Павловича. Подарунок сердечного друга був незручний для носіння в персні або намисті, а переогранити його Катерина не зважилася. У 1774 році за її розпорядженням діамант, який отримав назву «Орлов», був вставлений завідувачем галереєю коштовностей Ермітажу С. Н. Тройницьким в верхівку монаршого скіпетра. З тих пір він там і знаходиться. За два з гаком століття перебування в скарбниці російських царів Орлов тільки раз змінив «місце проживання» — не в приклад своїм частим переміщенням в 18 столітті. Сталося це в 1914 році, коли після початку Першої світової війни скарби російської корони переїхали з Петербурга в більш надійне місце: в Московський Кремль.
Монарший скіпетр із діамантом Орлов
Зараз не буде помилкою вважати його найбільшим відомим індійським алмазом — велику троянду білого, трохи голубуватого і зеленого тону.
Червоний хрест — (375 кар.) — Південна Африка, 1948 р. Виготовлений діамант масою 205 кар. Був подарований Британському Червоному хресту.
Діамант Червоний хрест
Цей великий канарково-жовтий алмаз був знайдений в Південній Африці, на рудниках компанії De Beers в Західному Грікваленді (ПАР). У необробленому вигляді камінь важив 307 карат, був огранований до 205 в діамант у формі кушона.
Після ограновування утворений темними включеннями малюнок каменя, якщо дивитися на нього зверху, через табличну грань, став подібним на мальтійський восьмикутний хрест. Лондонський алмазний синдикат у 1918 році подарував діамант британському суспільству Червоного Хреста і чернечому ордену Святого Іоанна.
Так були відзначені заслуги мальтійських лицарів, котрі доглядали в госпіталі Ла-Валетти за пораненими в Першій світовій війні британськими (і не тільки) солдатами.
Після скоєння дарчого акту камінь і отримав свою назву. У тому ж році іоанніти продали камінь за 10 тисяч фунтів стерлінгів.
Виручені гроші пішли на придбання ліків і перевлаштування лікарень. Довгі роки вважали, що камінь купила британська королівська сім'я, але «Червоний Хрест» несподівано з'явився в Саудівській Аравії. У 1973 році він знову потрапив на аукціон. І знову покупець залишився невідомий.
Прем'єр Троянда — (353,9 кар.) — Південна Африка, 1978 р.
Діамант Прем'єр Троянда
Своє найменування алмаз бере від поєднання назви шахти «Прем'єр» у Південній Африці, в якій він був знайдений, і від імені Рози Моу, жінки Якова Моу, засновника фірми з огранювання алмазів Mouw Diamond Cutting з Йоханесбурзі (ПАР).
Алмаз відноситься до класу D — безбарвних алмазів, його чистота оцінюється як IF (бездоганна), має грушевидне огранування з 189 гранями, його розміри: 43,40×23,20×18,93 мм, а маса — 137,02 карата, що дає йому право займати 12 рядок у списку найбільших алмазів «чистої води».
Алмаз був виявлений в березні 1978 року на шахті «Прем'єр», яка дала світові безліч знаменитих алмазів, таких як Куллінан в 1905 році, Ніаркхос в 1959 році, алмаз Тейлор-Бартон в 1966 році.
Необроблений алмаз важив 353,9 карата. Його відкриття тримали в секреті більше двох місяців з міркувань безпеки, а після оголошення знахідки журналісти спекулювали на чутках про те, хто може придбати алмаз. У підсумку камінь придбав Яків Моу за невідому суму.
Розділення алмазу здійснив Франц Суанпоул, а різаня менших алмазів довірили Сильвану Моу, а поліровку великої Троянди (137,02 карата) і малої Троянди (31,48 карата) здійснив відомий огранщик Девід дю Плессі, а «Крихітку Троянду» (2,11 карата) огранили Майк Бота і Вільям Жубер. Всі три камені здобули популярність як «Родина Прем'єр Троянди», а найбільший назвали «Прем'єр Трояндою». Дю Плессі згодом відповідав за ограновування і полірування таких алмазів як Сторіччя (виявлений в 1986 році) і Золотий Ювілей (виявлений в 1985 році), також знайдених на шахті «Прем'єр».
Ограновані алмази були передані Вільяму Голдбергу, який також вніс свою частку при покупці необробленого алмазу у фірми De Beers. Його компанія William Goldberg Corporation продала цей дорогоцінний камінь в 1979 році анонімному покупцеві за 10 мільйонів доларів США. «Маленька Троянда» (31,48 карата) і «Малятко Троянда» (2,11 карата) пізніше також знайшли своїх покупців.
Останнім покупцем «Прем'єр Троянди» став Роберт Муавад, що додав алмаз в свою колекцію рідкісних коштовних каменів. «Прем'єр Тоянда» став третім за величиною алмазом в його колекції, поступившись тільки Ювілею з його масою в 245 карат і Зірці Стенлі Хо (218,08 карата).
XXVI з'їзд — (332 кар.) — знайдено в Якутії, зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
Алмаз імені XXVI з'їзду КПРС
Знайдений 23 грудня 1980 року зміною майстра Т. Н. Попова, алмаз жовто-лимонного кольору розміром з куряче яйце. Походить з кімберлітової трубки «Мир» (Якутія). Вага алмазу 342,5 карата (більше 68 г). Це найбільший алмаз, добутий в Росії за всю історію. Він знаходиться в Алмазному фонді Кремля.
Алмаз був знайдений незадовго до історичного XXVI з'їзду КПРС, на честь якого і був названий. До відкриття з'їзду його виставили в Алмазному фонді СРСР у Кремлі. Першими його побачили делегати XXVI з'їзду КПРС.
Тіффані («Африканська Зірка») — (необроблена маса 287,42 кар.) — Знайдений у руднику «Кімберлі» (Південна Африка) в 1878у, має жовте забарвлення. Придбано нью-йоркською ювелірною фірмою «Тіффані» (звідси назва), огранований 90 фасетами в Парижі. Виготовлений діамант має масу 128,51 кар.
Діамант Тіффані в прикрасі «Пташка на скелі»
Один з найбільш знаменитих алмазів, забарвлених у сонячний колір, «Золотий Тіффані», був знайдений на півдні Африки, в Кімберлі, в 1878 році (за деякими відомостями — на рік раніше), на найбільшому тоді алмазному руднику. Його вважають найбільшим і найпрозорішим серед усіх подібного кольору алмазів світу. Славиться він і тим, що зберігає свій казковий колір при штучному освітленні. Його початковий вага складала 287,42 карата.
Придбав камінь в 1879 році нью-йоркський ювелір Чарльз Льюїс Тіффані, засновник найзнаменитішої ювелірної фірми Нового Світу Tiffan & Co. Він віддав камінь на обробку паризьким ювелірам. Алмаз замість стандартних 58 граней отримав 90, що тільки додало йому вогню і колірної гри. Форма каменя, що важить 128,51 карата, чотирикутна з округленими кутами.
Співробітники фірми називають камінь «Канарковим алмазом». Чарльз Льюїс вирішив зробити цей камінь емблемою своєї фірми, і як торговий бренд він знайомий багатьом любителям коштовностей. Діамант довгі роки спочивав у нью-йоркському сховищі фірми на П'ятій авеню. У 1957 році він, нарешті, був вставлений в центр намиста з білих діамантів, але не для продажу.
Діамант як і раніше зберігається в броньованих сейфах, хоча іноді, по особливо урочистих днях, покидає їх. Так, в 1971 році він побував на історичній батьківщині, вшанувавши присутністю виставку, влаштовану на честь сторічного ювілею рудників Кімберлі. Часом він прикрашав королеву розкішного балу Тіффані, який відбувається в Ньюпорті.
У 1983 році золотий діамант був оцінений в 12 мільйонів доларів, але фірма поки не збирається його продавати.
Оппенгеймер — (253,7 карата) — знайдено в 1964 році в Південній Африці.
Алмаз Оппенгеймер
Жовтий алмаз, вагою 253,7 каратів (50,74 г), є одним з найбільших необроблених алмазів у світі. Його розміри приблизно 20×20 міліметрів. Він був виявлений в шахті Dutoitspan, Кімберлі, Південна Африка, в 1964 році. Гарі Вінстон придбав камінь й подарував його Смітсонівському інституту в пам'ять покійного сера Ернеста Оппенгеймера.
Ернест Оппенгеймер
(1880–1957)
Засновник золотодобувної корпорації Anglo American і алмазодобувної компанії De Beers
За описом Таверньє, яке визначило масу цього алмаза 242 французьких карата. Камінь після ограновування отримав плоску видовжену форму («таблицю»). Цей діамант відомий ще як «Білий Таверньє». Пізніше камінь був розколотий. Уламок більшого розміру назвали «Морем світла» («Даріа-і-Нур»).
Зірка Якутії — (232 кар.) — знайдено в Якутії, зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
Алмаз Зірка Якутії
Алмаз добутий на фабриці №3. Назву кристал отримав за свою красу, на знак поваги до землі, що породила його. Алмаз масою 232,05 карата був знайдений в Якутській АРСР в 1973 році.
З його назвою, до речі, пов'язана одна цікава історія. «Хрещеним батьком» унікального алмазу тоді міг стати тільки глава уряду — так було заведено, що великі кристали в обов'язковому порядку доставлялися на оглядини в кабінет Радміну Олексія Косигіна. Але в ті дні Олексій Миколайович був у відпустці, і камінь посішно назвали «50 років Аерофлоту». З цією назвою камінь негайно потрапив в ілюстрований каталог алмазної імперії «Де Бірс» у Лондоні. Повернувся з відпустки Косигін забракував ім'я і запропонував назвати алмаз більш звучно — «Зірка Якутії». А «Де Бірс», якщо захоче, то перепише свої реєстри під нову назву.
Зараз зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
Зірка Півдня — (201 кар.) — Бразилія, 1853 рік. Виготовлений діамант має масою 128,8 карата був придбаний (недостовірно) князем Бароди (Індія).
Діамант Зірка Півдня
Алмаз зовсім не має відтінків, прозорий і маю огранену ромбічного додекаедра з округлими гранями. Початкова маса його — 261,78 карата. В Амстердамі алмаз був огранований, і його маса зменшилася до 123,8 карата.
Згідно з легендою знайшла його невільниця, яка принесла неграм-працівникам обід. Поки працівники їли, невільниця від нічого робити почала розбирати камені і близько невеликої будівлі знайшла коштовний камінь.
Свою дорогоцінну знахідку невільниця віддала своєму господареві, який, однак, за таку дорогу послугу все ж не дав їй свободи. Втім, він мабуть сам не усвідомив істинної цінності каменю, так як продав його всього за 3 тисячі фунтів людині, якій вдалось збільшити цю суму в 10 разів при перепродажі алмазу в Ріо-де-Жанейро.
Необробленим цей алмаз пройшов через багато рук, доки не був придбаний Костерсом з Амстердама за 35 тисяч доларів. Він обробив камінь, зменшивши його вагу майже наполовину до 128,48 карата. Алмаз був оброблений у вигляді кушона і набув слабкого рожево-коричневого відтінку.
Потім алмаз був куплений Halphen & Associates в Парижі і отримав свою назву «Зірка Півдня». Вони представили камінь на виставці в Лондоні в 1862 році, а потім в 1867 році в Парижі, зробивши його досить відомим. У цей час вони отримали пропозицію від невідомого раджі продати алмаз за 110 тисяч фунтів, але пропозиція була відхилена. Пізніше, з причин, які не розголошуються, камінь продали Малхару Рао, Князю Бароди за 80 тисяч фунтів (близько 400 тисяч доларів).
Цей алмаз, один із найбільш прославлених в іранській скарбниці, зараховують до найстаріших каменів, серед відомих людині. Він блідо-рожевого кольору, його розмір 41,40×29,50×12,50 мм, а маса близько 186 каратів. Огранований у вигляді таблиці. «Море світла» вмонтовано зараз в масивну прикрасу. На думку ювелірів, якщо спробувати вийняти камінь з оправи, він може розсипатися на шматки.
Каменем, згідно з легендою, володів ще Бабур.
Легенда пов'язує походження «Деріанура» з синами правителя Індії султана Ала уд-Діна Хизр-ханом, Шихаб уд-дін Умаром і Кутб уд-Дін Мубараком. Після смерті батька вони стали рівноправними спадкоємцями його володінь. Для того щоб оцінити ступінь багатства і поділити його на три рівні частини брати відправилися в подорож по країні. Проїжджаючи по одному з гірських районів їх застав сильний дощ. Вони, недовго думаючи, сховалися від негоди в найближчій печері. Всередині печери їх увагу привернуло яскраве світло, що виходило від алмаза, лежачого на гранітному камені. Між братами зав'язалася суперечка про право володіння скарбом. Кожен з них почав молитися різним богам: Хизр-хан — Богу-хранителю Вішну, Умар — Богу-творцю Брахмі, а Мубарак — Богу-руйнівнику Шиві. Шива, єдиний з богів почув молитву і вдарив блискавкою по каменю, від якої той розколовся на три рівні частини. Кожен з братів узяв собі по одному уламку. Хизр-хан назвав свій камінь «Деріанур» — «море світла», Умар нарік свій скарб «Кохінор» — «гора світла», а Мубарак — «Хіндінур» — «світло Індії». Після повернення брати вирішили одночасно втрьох управляти державою. Але їх правління ознаменувалося голодом і хворобами, які забирали сотні людських життів. Тоді Мубарак, щоб отримати прихільність богів, вирішив продати «Хіндінур» перському шаху, а на виручені кошти побудував храм з п'ятиметровою статуєю бога Шиви біля входу. Але біди продовжилися. Тоді інші брати розпорядилися вставити кожен свій камінь в очниці статуї. Тільки після цього в країні запанувала благодать. Так оповідає легенда.
Втім, багато хто не вірить в цю легенду і вважають, що алмаз знайшли набагато пізніше в Голконді — в цьому ні в кого немає ніяких сумнівів.
Надір Шах Афшар
(1698(ймовірно)–1747)
Шах Ірану (Персії) в 1736–1747 роках
Достовірно відомо, що його повіз із собою в 1739 році з Делі Надир-шах. В кінці 18 століття його бачив у перської скарбниці англійський мандрівник Харфорд Джонс. Він висловив припущення, що цей камінь ідентичний тому, який бачив в Голконді в 1642 році Жан-Батист Таверньє, який назвав алмаз табличної форми «Великою таблицею».
Жан-Батист Таверньє
(1605–1689)
Портрет роботи Ларжильєра
Той алмаз, правда, був більший і важив 176,12 мангеліка, що відповідало 242,26 французького карата. Але ніщо не заважало великому каменю розколотися. Точніше, на думку Джонса, яку підтримали більшість знавців, його пошкодили при взятті Делі — наприклад, виламуючи з спинки Павиного Трону Великих Моголів. У такому разі у шахів повинен бути ще один алмаз того ж кольору.
Шах Джахан на Павиному троні, близько 1635 року
І він знайшовся! Рожевий діамант вагою 67 метричних каратів виявився в оздобленні шахської тіари. Правда, маса двох каменів перевищує масу «Великої таблиці», згаданої Таверньє, але французький мандрівник міг помилитися при визначенні маси. Камінь піддавався тільки самій примітивній обробці.
Жорстокий Надир-шах настільки спротивився своєму оточенню, що навіть офіцери його гвардії, люди дуже далекі від чесноти, вирішили позбутися його. Була організована змова, і в червні 1747 персидський деспот був убитий. Відхід на той світ завадив Надир-шаху отримати ще однин алмазний скарб. У 1746 році до нього було відправлено посольство зі Стамбула.
У числі інших дарів султан Мехмед I відправив кинджал дивовижної роботи. Його 35-сантиметрове лезо було інкрустовано діамантами і з обох боків прикрашено емалями із зображенням кошиків із фруктами. Рукоятку кинджала прикрашали три величезних смарагди, оправлені дрібними алмазами, а увінчував її восьмигранний смарагд, в якому були захований годинник.
Такий розкішний подарунок султан послав у відповідь на підношення Надир-шаха, яким був трон, виточений з чорного дерева, позолочений і прикрашений перлами, смарагдами та рубінами. По зовнішньому краю трону розташовано 9 прикрашених рубінами куль, в центр кожної з них поміщений смарагд. Припускають, що цей трон належав на початку 15 століття емірові Тимуру Кульгавому.
Подарунок султана не знайшов адресата. Посланці були зупинені по дорозі звісткою про вбивство Надіра. Вони повернулися в Стамбул, і тепер дивовижний кинджал можна бачити в музеї палацу Топкапі.
Після загибелі Надир-шаха «Морем світла» спочатку володів внук вбитого Шахрух-Мірза, потім Мірза-Алам-хан Хозейме, від якого алмаз потрапив до каджарского хана Мохаммеда-Хасана. Наступним власником каменя був Лофтолі-хан Занд, один з князів правлячої тоді Зандской династії, якого розбив жорстокий каджарский хан Ага-Мохаммед, засновник нової династії, що понад півтораста років правила в країні.
Ага́ Мохамме́д хан Каджа́р
(1741–1797)
Шах Персії (1779–1797)
Фахт Алі Шах
(1772–1834)
Шах Персії (1797–1834)
Переможець забрав «Море світла» собі. У 1797 році камінь перейшов у спадок до Фатх-Алі-Шаха, онука Ага-Мохаммеда і великого цінителя дорогоцінних каменів. Ім'я Фатх-Алі-Шаха вигравірувано на одній з граней алмазу. У 1827 році британський посланець при перському дворі сер Джон Малкольм у своїх «Перських записках» назвав «Даріа-і-Нур» разом з іншим знаменитим алмазом «Тадж-і-Мах» головними каменями в парі шахський браслетів, ціну яким визначали майже в мільйон фунтів стерлінгів.
Наступний шах Нассер-ід-Дін Каджарі (1831–1896 роки) повірив легенді, що «Даріа-і-Нур» красувався в короні Кіра Великого, і постійно носив браслет з цим каменем. Коли ж браслет перестав подобатися, шах наказав вставити рожевий камінь в красиву золоту оправу, увінчану символами перського царства — сонцем і двома левами. У оправу потрапили ще 457 дрібних діамантів і 4 рубіна. У цій прикрасі рожевий камінь знаходиться і сьогодні.
Кір ІІ Великий
(близько 590–580 до н. е.–530 до н. е.)
Перський цар (559 до н. е.–530 до н. е.)
З'являлися повідомлення, нібито «Даріа-і-Нур» придбали чиновники британської Ост-Індської компанії. Камінь нібито виставлявся в 1851 році в Лондоні, але це не так. Службовці Центрального банку в Тегерані, де нині зберігається алмаз, запевнили співробітників Американського гемологічного інституту, які вивчали в 1964 році шахські коштовності, що «Море світла» ніколи не залишав меж Ірану.
Однак запевнення британських чиновників були не безпідставними. Існував ще один діамант зі схожою назвою і майже такою ж вагою (близько 150 каратів). Ось його і показували на Лондонській виставці середини 19 століття.
І все-таки банківські службовці теж помилилися. Одного разу «Даріа-і-Нур» покинув перські межі. Сталося це в 1902 році, коли шах Муззафар-ід-Дін відправився в європейське турне. На офіційних церемоніях його завжди можна було бачити з цим алмазом.
У 1906 році шах Мохаммед Алі був позбавлений влади. Залишаючи палац, він встиг прихопити з собою коштовності корони. Повалений монарх сховався в російському посольстві і оголосив, що всі камені, які знаходяться з ним, є його особистою власністю. Природно, такі слова викликали невдоволення, і не тільки серед прихильників революційної партії. Почалися тривалі переговори, в яких взяли участь західні дипломати.
Зрештою, екс-шах здався: в обмін на особисту недоторканність і можливість залишити країну він відмовився від більшої частини вкрадених цінностей. У числі інших в державну скарбницю було повернуто і діамант «Море світла».
Реза Пахлаві
(1878–1944)
Шах Персії (1925–1941)
Реза-шах, засновник династії Пахлаві, останньої в багатотисячолітній історії перських монархів, наказав помістити розкішну брошку на свою військову фуражку, в якій він і коронувався в 1926 році. Його син Мохаммед-Реза з'явився в брошці з «Морем світла» в 1967 році на коронації нової шахині Фарах Діби.
Мохаммед Реза Пахлаві
(1918–1980)
Останній шах Ірану (1941–1979)
Кохінур — (186 кар.) — спочатку мав круглу форму і масу 186 каратів. З XIV століття знаходився у володінні індійських раджів та султанів. В 1739 перейшов до перського шаха, який і назвав його Koh-i-noor, що значить «Гора світла». Потім каменем заволоділа Ост-Індська компанія, яка подарувала його в 1850 англійській королеві Вікторії. Переограненний алмаз був вставлений спочатку в корону королеви Марії (дружини Георга V), а потім в корону королеви-матері Єлизавети Боуз-Лайон, де перебуває і зараз. Зберігається в лондонському Тауері. Маса після переогранкі 108,93 кар.
Діамант Кохінур після переогранки (сучасний вигляд)
Цей знаменитий діамант можна по праву назвати «історичним». Його історія налічує не сто і не двісті років, а цілих двадцять століть (56 рік до н. е.).
Знайдений він у копальнях Голконди, на півдні Індії.
Древня Індійська фортеця Голконда.
Розташована поблизу міста Хайдерабад в штаті Андхра-Прадеш.
У індійців збереглася легенда про знахідку каменю в руслі річки Годаварі могутнім Карною, царем Ангі, убитим у Великій війні, яка велася за 3200 років до н. е. Легенда не враховує, на жаль, що царство Анга існувало приблизно 2700 років тому.
Річка Ґодаварі на карті
Гирло річки Ґодаварі (Схід)
Фото з супутника.
Річка Ґодаварі біля міста Коввур.
Друга за величиною ріка в Індії.
Карна на Курукшетра (праворуч) командує армією Кауравів в битві з Арджуною.
По іншому індійському переказу знаменитий алмаз прирівнюється до чарівного каменю сьямантаке, який впав з неба. Цей камінь був колись частиною потилиці бога Сонця. Тому і з'явилося в ньому неземне, веселкове сяйво. Але сонячний бог віддав камінь Ушас, дочці ранкової зорі, а від неї камінь потрапив до Крішни. Той, однак, вирішив, що місце каменю в світі людей, і скинув його вниз. При цьому Крішна сказав, що сьямантакою може володіти тільки доброчесна і щиросердна людина. Якщо ж камінь потрапить до рук людей з нечистою совістю, їх очікують нещастя. На березі річки Ямуна знайшли дитину; на лобі у неї горів прекрасний алмаз; це і був Кохінур. Дочка погонича слонів підібрала новонародженого і доставила його до двору. Ця дитина була не ким іншим, як Карною, сином бога Сонця.
Божество Крішни в храмі Міжнародного товариства свідомості Крішни в Маяпур, Індія
Статуя Крішни в Храмі Шрі Маріамман, Сінгапур.
Камінь, чиста маса якого складала тоді 600 карат, був поставлений на статую бога Шиви на місці третього ока, що несе просвітленя.
Гігантська статуя божества Шиви в місті Мурдешвара. Індія.
Серед інших алмазів першої величини Кохінур виділяється неповторною грою світла і величезним розміром — 191 карат після першої огранки. Недарма в перекладі з санскриту його ім'я означає «Гора світла».
У літописах цей алмаз вперше згадується в 1304 році. Тоді він належав раджі Мальви. Потім протягом двох століть про камінь нічого не було відомо. Тільки в 1526 році він виявився серед скарбів Бабура, засновника династії Великих Моголів. У «Записках» Захіреддіна Бабура, сказано, що камінь «Гора світла» потрапив в Делі після завоювання султаном Ала-уд-Діном Хильджі князівства Малва (1304).
Захіреддін Мухаммед Бабур
(1483–1530)
Перший Падишах Індії (1526–1530)
Перший запис про майбутню «Гору світла» Бабур зробив 4 травня 1526 року. Значить, в цей рік камінь точно був у Великих Моголів. Правда, за іншою легендою, камінь виявив у фортеці Агра серед інших скарбів Хумаюн, син Бабура. Незабаром обставини змусили Хумаюна шукати притулку в Персії. У подяку за гостинність принц нібито подарував чудовий алмаз перського шаха, а той в 1547 році послав дивний камінь своєму індійському «другу», правителю Ахмаднагара Борхану. У 17 столітті Шах Джехан вставив камінь в ніжку розкішного Павиного трону. Прийшов час правити його синові Аурангзебу. Прислухавшись поради Жана-Батиста Таверньє, він вирішив огранувати камінь.
Насір-уд-дін Мухаммад Хумаюн
(1508–1556)
Могольський імператор. 2-й Падишах Індії (1530–1540). 10-й Падишах Індії (1555–1556)
Шах Джехан на Павиному троні, близько 1635 року
Абул Музаффар Муні-уд-дін Мухаммад Аурангзеб
(1618–1707)
14-й Падишах Індії (1658–1707)
Жан-Батист Таверньє
(1605–1689)
Портрет роботи Ларжильєра
За роботу взявся венеціанський ювелір Борджіа, майстер не дуже вправний. Він трудився над каменем три з половиною роки. У результаті вийшла досить незграбна річ, схожа на крутий пагорб із зрізаною вершиною. Венеціанець значно зменшив розміри каменю (4,1 см в поперечнику і 1,6 см у висоту) і сильно зменшив масу алмазу: до 186 карат. Це розлютило падишаха. Європейський ювелір ледь забрав ноги від негайної розправи, не тільки не отримавши ні рупії за свою працю, але і позбувшись всього заробленого раніше.
Моголи зберігали камінь двісті років, аж до 1739 року, коли правитель Персії Надир-шах розграбував Делі. Однак серед військової здобичі легендарного алмазу не опинилося: переможений шах заховав його в складках свого тюрбана. Але Надір-шах виявився хитрішим. За звичаєм переможець влаштовував на честь супротивника пишний бенкет, на якому колишні вороги обмінювалися своїми тюрбанами на знак миру. Завдяки цьому прийому Надир-шах витягнув максимальну вигоду зі свого тріумфу. Після вбивства шаха в 1747 році його син, що успадкував камінь, вважав за краще, за переказами, померти під тортурами, але не видав легендарний алмаз.
Надір Шах Афшар
(1698(ймовірно)–1747)
Шах Ірану (Персії) в 1736–1747 роках
Однак каменем заволодів афганець Ахмед-шах, який захопивши владу переніс столицю з Ісфахана в рідній Кандагар, де він прийняв ім'я Дурр-і-Дауран (Перлина століття) і заснував королівську династію Дуррані.
Ахме́д-шах Дуррані́
(Ахме́д-шах Абдалі́)
(1723–1773)
1-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1747–1772)
Формально спадкоємцем Надир-шаха став Шахрух-Мірза, але правив він дуже недовго, і Ахмед-шах, який був не тільки начальником гвардії перського шаха, але й главою перського казначейства, царствений алмаз йому не віддавав.
У 1773 році, вмираючи, Ахмед-шах наказав своїм синам більш за все берегти чудесний скарб. Його перший спадкоємець Тимур виконав наказ. Він переніс столицю в Кабул і туди ж перевіз всі коштовності батьківської скарбниці. У 1793 році Тимур помер, і в країні почалася смута. Спочатку престол зайняв Шах-Земан, п'ятий з 23 синів Тимура. Однак його рідний брат Махмуд підняв заколот і скинув законного правителя. Махмуда скинув з трону ще один честолюбний Тимурид — Шуджа-уль-Мульк. Слабкий правитель, не любимий підданими, рідко править довго. Так сталося і з Шуджа-уль-Мульком. Рятуючи життя, Шуджа змушений був тікати. Залишаючи палац, він забрав із собою Кохінур. Шуджа відправився шукати притулок у сикхського правителя Ранджита Сінгха, який намагався створити на північному заході Індії, навколо Лахора, сикхську державу. Військо Ранджита було тоді найсильнішим на Півночі Індії.
Тимур-Шах Дуррані
(1748–1793)
2-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1772–1793)
Земан-Шах Дуррані
(1770–1845)
3-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1795–1801)
Махмуд-Шах Дуррані
(1769–1829)3-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1801–1803).
6-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1809–1818).
Шуджа-Шах Дуррані
(Шуджа уль-Мульк)
(1785–1842)
5-й Шах Дурранійської імперії (Афганістан) (1803–1809).
3-й Емір Афганістану (1839–1842).
Погодившись прийняти втікача, Ранджит поцікавився, який камінь той носить і чи велика його ціна. Шуджа-уль-Мульк ухильно відповів, що алмаз дістався йому від батька, а ціна йому — особисте щастя. «Володіючи цим каменем, — додав він, — завжди перемагає своїх ворогів». Хоча заява царственого втікача явно суперечила дійсності, Ранджит зажадав, щоб віддали йому «чудесний» камінь.
Що залишалося робити афганському втікачеві? Діамант став власністю ватажка сикхів. Ранджит помістив його (разом з іншими скарбами, відібраними у Шуджа-уль-Мулька) у фортеці Тошахан поблизу від сикхскої столиці Лахора.
Раджит Сінгх
(1780–1839)
1-й Махараджа Пенджаба (Індія) (1801–1839)
Сикхську державу можна порівняти з кісткою, що стала поперек горла британській Ост-Індській кампанії. Тому всю першу половину 19 століття британські солдати заполоняли рівнини Пенджабу. Зрештою неминуче повинно було трапитися. У 1849 році Лахор захопили англійці. Без бою юний Дуліп Сінгх, голова сикхів, здав Тошахан. Скарбами сикхів, в тому числі і Кох-і-Нуром заволоділа Ост-Індська кампанія.
Дуліп Сінгх
(1838–1893)
Кохінур у старому вигляді, до 1852 р (зліва) та в новому вигляді, після 1852 р. (справа).
Ілюстрація з енциклопедії «Nordisk familjebok».
За іншими відомостями принц Дуліп Сінгх був змушений «подарувати» Кохінур англійському генерал-губернатору, який, у свою чергу, подарував його королеві Вікторії під час великого прийому в Сент-Джеймському палаці 3 червня 1850 року. Алмаз під строгою охороною був відправлений на борту «Медеї» в Лондон, де був вручений королеві Вікторії з нагоди 250-ї річниці заснування Ост-Індійської кампанії. Він постав перед очима підданих Її Величності на Всесвітній виставці 1851 року в Кришталевому Палаці. Проте камінь не став сенсацією: через індійське ограновування його блиск був досить тьмяним. Королева викликала з Амстердама відомого огранщика діамантів Воорзангера з компанії Багаття і наказала йому огранувати «Гору світла». Це ограновування, що зменшило масу алмазу з 186 до 108,93 карата, принесло йому незгасаючу всесвітню славу.
Вікторія І
(Александріна Вікторія)
(1819–1901)
7-а королева Великобританії та Ірландії (1837–1901).
1-а імператриця Індії (1876–1901).
Королева Вікторія носила камінь як брошку. Звідси і виникло нове повір'я: з усіх членів правлячої сім'ї камінь «Гора світла» прихильний лише до жінок. Після смерті Вікторії діамант перейшов у власність королеви Олександри, яка надягала камінь на церемонію коронації свого чоловіка Едуарда VII. Потім власницею діаманта стала королева Марія. Саме для її коронації в 1911 році Кохінур був вставлений в центр переднього хреста державної корони. Через чверть століття, в 1937 році, для коронації Єлизавети, дружини Георга VI, відомої більшу частину свого життя в якості королеви-матері, камінь переставили в нову корону, виготовлену фірмою Garrard & Co. Королева-мати і після смерті чоловіка надягала на офіційних церемоніях цю корону, яка в звичайний час зберігалася в лондонському Тауері.
Олександра Датська
(Олександра Кароліна Марія Шарлотта Луіза Юлія)
(1844–1925)
Королева-консорт Британської імперії (1901–1910).
1-а Імператриця-консорт Індії (1901–1910).
Едуард VII
(Альберт Едвард)
(1841–1910)
8-й Король Великобританії та Індії (1901–1910).
2-й Імператор Індії (1901–1910).
Марія Трекська
(Вікторія Марія Августа Луїза Ольга Пауліна Клодіна Агнесса)
(1867–1953)
Королева-консорт Британської імперії (1910–1936).
1-а Імператриця-консорт Індії (1910–1936).
Корона королеви Марії
Корона королеви Марії зі знятими арками.Корона королеви Марії зі знятими арками
Корона містила Кохінур в передньому хресті
Єлизавета Боуз-Лайон
(Єлизавета Ангела Маргарита Боуз-Лайон)
(1900–2002)
Королева-консорт Британської імперії (1936–1952).
3-я Імператриця-консорт Індії (1936–1950).
Корона королеви Єлизавети містить Кохінур в передньому хресті
До цих пір навколо Кохінура продовжують вирувати неабиякі пристрасті. У жовтні 1997 року, коли британська королева Єлизавета II відвідувала Індію і Пакистан з нагоди 50-ї річниці їх незалежності, їй було передано офіційну вимогу повернути знаменитий камінь. Підписав папір сімдесятирічний фермер Беант Сингх Сандхавалія, останній нащадок Дуліпа Сінгха. Пізніше фермер відправився в Лондон, де намагався домогтися аудієнції у королеви і британського прем'єра. Сандхавалія не має наміру відступатися від своїх вимог, а Кохінур він вирішив передати в Золотий храм у місті Амрітсарі, сикхську святиню. Три роки потому з вимогою повернути камінь і деякі інші коштовності та пам'ятки національного мистецтва виступила група індійських парламентаріїв.
Єлизавета ІІ
(Елізабет Александра Мері Віндзор)
(народ. 1926)
12-а Королева Великобританії та Північної Ірландії (з 1952).
2-а Голова держави в країнах Британської Співдружності.
Аналогічна вимога прийшла і з Афганістану, правда, в ті роки, коли там правили таліби. Вважаючи Кохінур каменем, нерозривно пов'язаним з історією пуштунів, таліби стверджували, що він афганського походження, бо «афганська земля багатше індійської дорогоцінними каменями», саме тому і полюбився цей алмаз Моголів, близьким по крові багатьом афганським племенам, а передостанній індійський господар каменю (Ранджит Сінгх) заволодів ним, пограбувавши безпорадного афганця.
У 2002 році, коли королева-мати померла на 102-му році життя, Кохінур разом з єлизаветинською короною був 6 квітня доставлений з Тауера в Букінгемський палац, а звідти, на особистому штандарті королеви, що прикривало кришку труни, перевезений в Вестмінстерське абатство. Після церемонії прощання з покійною корону з діамантом повернули в Тауер. Поки це остання подорож знаменитого діаманта.
Корона королеви Єлизавети на гробі королеви-матері. Похоронна процесія, 2002 рік
Ніяк не хоче померти легенда, яка стверджує, що колись в дуже далекі часи, ще задовго до Малви, Кохінур і Орлов становили один камінь. Іноді до них додають і Великого Могола. Три знаменитих камені нібито є осколками одного гігантського алмазу вагою майже в 5 тисяч каратів (!). Цей гігантський камінь нібито знайшли в глибокій печері в часи легендарного індійського героя Вікрамадітья приблизно за півсотні років до нашої ери. Коли його виламали з породи, він розколовся на три частини, дві з яких (Кохінур і Орлов) були вставлені в очі статуї індуїстського бога. Орлова з статуї нібито вкрав французький солдат. Хто ж у такому разі вилучив інший алмаз, Кохінур?
Зараз «Кохінур» вставлений в Королівську державну корону.
Вінстон — (154,50 кар.) — Південна Африка, 1952 р. Виготовлений діамант масою 62,05 кар.
Він був виявлений в Південній Африці в шахті Jagersfontein в 1952 році. Спочатку мав 154,50 карата. У 1953 р. Гаррі Вінстон огранував йог до 62,05 карата, надавши грушоподібної форми алмазу. Алмаз був проданий королю Саудівської Аравії в 1959 році. Повернувся до Вінстона в наступному році, він був переогранений до 61,80 карата і перепроданий в 1963 році, разом з 59,46 каратим алмазом Людовик XIV. Два каменя були продані з аукціону в Швейцарії в 1981 році. Названий на честь Гаррі Вінстона.
Флорентієць («Великий герцог Тоскани», «Австрійський алмаз») — (137,3 кар.) — Індія, XVI ст. Рання історія каменю овіяна легендами. В 1657 році він був у володінні сімейства Медічі у Флоренції (звідси назва). В XVIII столітті знаходився спочатку в короні Габсбургів і в брошці. Після Першої світової війни зник.
Малюнок з книги Таверньє «Шість подорожей»
Скляна копія
Діамант «Флорентієць»
Цей діамант лимонно-жовтого кольору, як його описують ювеліри, відрізняється просто фантастичною яскравістю. Слід зазначити, що алмази жовтого забарвлення зустрічаються в природі набагато частіше, ніж, скажімо, рожеві або сині, але такого ніжного відтінку світ ще не бачив. Історія Флорентійця, відомого також під іменами «Тосканець» і «Австрійський жовтий алмаз», незрозуміла і заплутана, особливо на ранньому етапі. Всі відомості про нього ґрунтуються на чутках, легендах і вимислі. Без особливої впевненості можна лише частину цих даних прийняти за істину.
Вважається, що «Флорентієць» — один з найдавніших алмазів, відомих людству. За припущеннями, він був привезений до Європи з Індії в 14 столітті. В 1475 р. огранюванням каменю займався придворний ювелір герцога Бургундії Карла Сміливого Людовик ван Беркен. Початкова вага каменя невідома, але після першої огранки вона знизилась до 137,27 карата. Переказ свідчить, що «Флорентієць» став одним з трьох великих діамантів, які Карл втратив на полі бою при Грансоне в 1476 році. Один з швейцарців зняв камінь з його тіла і продав у Берні за флорин, думаючи що це скло. Невідомо, яким шляхом, але пізніше камінь потрапив до міланського герцога Сфорца, який потім подарував його Папі Римському Юлію II. В результаті тонких інтриг цей чудовий діамант став власністю флорентійської гілки сімейства Медічі. До речі, в цей час він і отримав одразу дві своїх назви — «Флорентієць» і «Тосканець».
Карл Сміливий
(1433–1477)
Останній герцог Бургундії (1467–1477)
Людовико Марія Сфорца
(1452–1508)
Герцог Мілана (1494–1500)
Юлій ІІ
(в миру Джуліано делла Ровере)
(1443–1513)
216-й Папа Римський (1503–1513)
Блукаючи по світу, «Тосканець» мав усі шанси опинитися в Росії. Цариця Анна Іванівна, почувши про цей унікальний камінь, запалала до нього заочною любов'ю і наказала розпочати переговори з герцогом Гастоном Медічі. В якості свого посла вона відправила в Тоскану придворного блазня! За камінь вона пропонувала 55 тисяч солдатів, але Гастон відмовився.
Анна Іванівна Романова
(1693–1740)
4-а Імператриця Всеросійська (1730–1740)
Герцогиня консорт Курляндії та Семигалії (1698–1711)
Джан Гастоне Медічі
(Джовані Батіста Гастон де Медічі)
(1671—1737)
Великий герцог Тосканський (1723—1737)
Починаючи з 18 сторіччя, історія алмазу стає більш зрозумілою і детальною. У 1743 році, коли помер останній представник династії Медічі, каменем по спадку заволоділа імператриця Австрії Марія-Терезія. Діамант знаходився в скарбниці королівського дому Габсбургів більше ста сімдесяти років — його виставляли для огляду в Музеї мистецтв у Відні. У 1918 році, коли династія Габсбургів пала, королівська сім'я втекла до Швейцарії. Зрозуміло, більшу частину коштовностей, включаючи «Австрійський жовтий алмаз», як його тепер називали, вони прихопили з собою. Говорили, ніби камінь був таємно переправлений до США, де він піддався повторному ограновуванню, що знизило його масу до 100 карат. З тих пір достовірних відомостей про прекрасний діамант немає. Одні чутки стверджують, що після переогранки він був проданий анонімному покупцеві із США, інші наполягають на тому, що він був викрадений і вивезений до Латинської Америки. Єдине, що відомо достеменно, — зовнішній вигляд «флорентійця» до повторного огранювання: дев'ятикутний, у формі бріолета з дев'ятьма ланцюжками граней. На той момент така форма ограновування була досить незвичайною.
Марія Терезія Вальбурга Амалія Кристіна
(1717–1780)
Ерцгерцогиня Австрії, Імператриця Священної Римської імперії, королева Угорщини, королева Богемії, королева Хорватії та Словенії, королева Галичини і Лодомерії, герцогиня Мілана, герцогиня Люксембургу (1740–1780)
11-а герцогиня Пармська (1740–1748)
Зображень каменю до викрадення всього два — це малюнок з книги Таверньє «Шість подорожей» і фотографія капелюшної прикраси, в яку був встановлений «Флорентієць» (зроблена в період між 1870 і 1900 роками).
Капелюшна прекраса із діамантом «Флорентієць»
Пошуками легендарного Тосканця займалися не одне десятиліття, але вони були безуспішними. Мабуть, розмови про повторне ограновування правдиві — він був занадто помітний і знаменитий, щоб імператор Карл, останній представник династії Габсбургів, міг непомітно продати його в США. Ювеліри заявляють, що на сьогоднішній день у світі є всього чотири камені лимонно-жовтого кольору вагою понад 70 каратів, причому історія трьох з них відома дуже добре. А ось четвертий, виявлений в 1981 році на аукціоні в Швейцарії, викликав шквал запитань і припущень. Багато хто побачив в ньому знаменитого «Флорентійця». Власниця діаманта зізналася, що точно не знає, коли саме він потрапив у їхню родину, але згадала, що її батько придбав алмаз відразу після Першої світової війни. Вона також пригадала, що спочатку камінь мав дуже незвичайну форму, і це чомусь тривожило її батька, який невдовзі віддав алмаз на переогранку. Багато фахівців зійшлося на думці, що дуже ймовірно те, що Тосканець нарешті знайшовся.
Картьє — (130 кар.) — Африка, 1974 р. Виготовлений діамант масою 107 карат (застрахований).
Алмаз Картьє отримав свою назву на честь Луї Картьє, який прославився тим, що він створив перші популярні наручні годинники для чоловіків в 1911 році відомі як Santos. Він так само відноситься до третього покоління нащадків, які управляли знаменитою ювелірною фірмою Cartier, заснованої його дідом Луї Франсуа Картьє в 1847 році в Парижі.
Сам діамант був знайдений в 1974 році в Південній Африці (точне місце цієї знахідки невідомо) і в цьому ж році придбано фірмою Cartier. Початкова маса каменя становила 400 карат, потім він був відданий на огранування, яке зайняло майже 2 роки (хто саме з ювелірів займався нею також невідомо). У результаті кропіткої роботи вийшли три великих діаманти. Найбільший, масою 107,07 карата, був грушоподібної форми, безбарвний і бездоганний, який і був названий на честь Луї Картьє. Два інших діаманти, одержані з початкового алмаза, були меншого розміру і стали відомі як діамант Картьє I і II.
Алмаз Картьє відноситься до типу алмазів IIa, бездоганно чистих. Таких каменів у рік добувають всього 1–2% із загальної кількості алмазів. Він займає по масі 22-е місце серед безбарвних діамантів і 7-е місце серед грушовидних безбарвних діамантів. На жаль, про діамант Картьє не так багато відомо. На публіці цей камінь з'являвся всього кілька разів: на виставці в жовтні 1976 року в Нью-Йорку, а потім у філіях фірми Картьє в Лондоні і Парижі. Оціночна вартість алмазу в той час становила 5 мільйонів доларів. За чутками він досі належить фірмі Картьє.
Альєнде — (125 каратів, знайдено в Якутії 1973 році).
Це алмаз масою 124,75 карат. Розмір 31×28×17 мм. Без кольору. Знайдений у Якутії (трубка «Мир») 1973 року. Названий на честь чилійського політика Сальвадора Альєнде, який загинув 1973 року.
Сальвадор Ісабеліно Альєнде Ґоссенс
(1908–1973)
29-й президент Чилі (1970–1973)
56-й президент сенату Чилі (1966–1969)
Шах Акбар — (116 кар.) — Індія, 1618 р. Виготовлений діамант масою 71,1 кар.
Алмаз Шах Акбар — безбарвний камінь масою 116 карат, індійського походження. Був власністю Шаха Акбара і був названий в його честь. За наказом його наступника Шаха Джехана, на двох його гранях були вирізані написи на арабській, які відповідали 1618 і 1629 роками; прикрашав одне око павича в знаменитому троні Шаха Джехана. У 1866 році камінь був доставлений до Лондона і огранований у формі краплі, в результаті чого маса діаманта склала 71,1 карата і написи зникли. У 1867 році діамант був придбаний князем Бароди, князівства на заході Індії. Сім'я князя заявила цей діамант у податковій декларації за 1988 рік.
Джела́ль-ад-Дін Мухамма́д Акба́р
(Акбар Великий)
(1542–1605)
11-й Падишах Індії (1556–1605)
Шах — (88,7 кар.) — походить з Індії, на камені вирізьблено три написи з іменами власників (у тому числі шаха Персії, звідси й назва). В 1829 році подарований шахом російському імператору Миколі I в знак примирення після вбивства в Тегерані російського посла письменника А. С. Грибоєдова. Зберігається в Алмазному фонді Московського Кремля.
Алмаз «Шах»
Один з відомих історичних каменів, алмаз (маса 88,7 карата), зберігається в Алмазному фонді Росії в Москві. Він був знайдений в Індії в кінці 16 століття. На камені вигравірувані написи перською мовою, що розповідають про його колишніх власників: у 1591 році алмаз належав Бурхан-Нізам-Шаху II, який правив у Ахмеднагарі, проте вже в 1595 році камінь був захоплений Великими Моголами. У 1641 році ним володів Шах Джехан. При падінні держави Моголів алмаз перейшов до перського шаха Надіра. У 1824 році, як вигравірувано на камені, ним володів перський Шах Фатах-Алі. Алмаз не огранований, а лише відполірований, збереглася частина природних граней октаедра. Форма його подовжена, на одному з кінців прорізана глибока кільцева борозна для підвішування каменю.
Шах Джехан на Павиному троні, близько 1635 року
Надір Шах Афшар
(1698(ймовірно)–1747)
Шах Ірану (Персії) в 1736–1747 роках
Фахт Алі Шах
(1772–1834)
Шах Персії (1797–1834)
Між іншим, Таверньє, який ретельно роздивлявся скарби Великих Моголів і докладно описав їх, не згадує серед могольских самоцвітів алмазу Шах. Правда, при описі так званого Павиного Трону падишахів французький мандрівник розповідає, що до балдахіну, який прикривав трон зверху, був підвішений необроблений алмаз вагою від 80 до 90 (старих) каратів, а поряд з ним з одного боку висів великий рубін, а з іншого — величезний смарагд, так що владика, що сидів на троні, бачив ці камені прямо перед собою. Можливо, цей підвішений алмаз і був Шахом.
Олександр Сергійович Грибоєдов
(1795–1829)
Портрет роботи Івана Крамського, 1875 рік
Микола І
(Микола Павлович Романов)
(1796–1855)
11-й імператор Всеросійський (1825–1855)
2-й цар Польщі
2-й Великий князь фінляндський
Хосрев-Мірза
(1913–1875)
Емір-заде (молодший принц крові)
Портрет роботи Філіпа Берже
Коли найвизначніший російський мінералог А. Е. Ферсман в 1922 році обстежив алмаз Шах, або «Солітер Хосрев-Мірза», як його ще називали в Росії, він розчаровано зауважив: «Колір і вода каменю не можуть вважатися першокласними і бездоганними». Ферсман пояснює чималий жовтувато-бурий відтінок каменю, по-перше, дрібними тріщинами на поверхні алмазу, заповненими бурими оксидами заліза, а по-друге, «легким жовтуватим надбарвленням», характерним для багатьох індійських каменів. Зате чистота каменю вразила його. Вчений із захопленням записує: «Його прозорість можна вважати бездоганною».
Олександр Євгенович Ферсман
(1883–1945)
На гранях каменю були чітко видно три перські написи, що мають стосунок до власників каменю. Перший напис наказав зробити в 1000 році Хіджри (1591 рік) правитель провінції Ахмаднагара: «Борхан-Нізам-шах другий». Другий напис зробив Шах Джехан в 1641 році: «Син Джехангир-шаха Джехан-шах. 1051 рік». Останній напис був відносно свіжий: «Владика Каджар-Фатх'алі-шах Султан. 1242 рік». Вона була вирізана в 1826 році, буквально напередодні сумних подій, про які було розказано вище.
В даний час алмаз Шах знаходиться в Алмазному фонді Російської Федерації.
Сансі — (55 карат) — алмаз з'явився в Європі в 1570 році. Його придбав французький посол в Туреччині де Сансі (звідси назва). З 1906 році а ним володіє родина Астор із Лондона.
Діамант Сансі
Сансі — знаменитий блідо-жовтий діамант каплевидної форми вагою 55,23 карата. У 1064 році купець Джагаттунга вів свій караван по Східній Індії з фортеці Голконди уздовж глибокої ущелини, яке називали Адамас. Давно було відомо, що на дні цієї ущелини гірський потік нерідко вимиває з породи алмази. Їх стає видно зверху, вони блищать під сонячними променями на дні ущелини, де кишать змії. Спуск вниз був неможливий не тільки через стрімкі скелі, але й через релігійні повір'я, — тим не менш, алмази з ущелини добували, причому вельми хитрим способом. Виявивши блискучий камінь на дні ущелини, кидали вниз живого барана так, щоб він упав на алмаз, потім терпляче чекали, коли розплющеними від удару з великої висоти тушу барана виявить орел і підніме її на вершину гори. Туди поспішали люди і відбирали у птиці алмаз, що прилип до баранячої туші. І ось, як свідчить легенда, індійському купцеві пощастило таким чином добути алмаз рідкісної краси, без єдиної тріщини, «чистої води», що важив 101,25 карата. Дійшовши до найближчого міста, купець обміняв свою знахідку на двох молодих слонів, дванадцять необ'їжджених верблюдів і вісімдесят золотих монет. Так почалася дивовижна біографія цього дорогоцінного каменю.
Поки це ще алмаз, а не діамант, оскільки камінь не підлягав обробці, ограновуванню. Ним володіли султани Центральної Індії — Віра Ранджандра, потім Аджідраджандра. Протягом життя декількох поколінь дорогоцінний камінь зберігався в скарбниці династії Гулямів. Останнім його власником у цій династії був Кут-Уд-Дін. У нього алмаз зник. Разом з дорогоцінним каменем зник з палацу і вищий державний сановник — великий візир. Десятки років про алмаз не було нічого відомо. У 1325 року якийсь купець, який прибув з чужих земель, продав цей алмаз індійському султану Мухаммеду. Мухаммед тільки що закінчив будівництво свого палацу з позолочених цеглин, чим спустошив скарбницю, — а тут ще покупка алмазу. Щоб хоч якось впоратися з фінансовими труднощами, султан, за прикладом Китаю і Персії, випустив мідні гроші. При цьому його глашатаї оголосили указ, який гарантував, що мідні гроші будуть забезпечені золотом. Піддані султана відразу ж приховали всі золоті і срібні гроші, а мідні стали карбувати самостійно, переплавляючи на це мідний посуд та інше начиння. Гроші знецінилися. Султан, прагнучи стримати свою обіцянку, обміняв мідні гроші на золото і розорив державу. Все почалося з одного-єдиного камінчика …
Однак є й інший варіант, що описує події того ж періоду. З 1325 року алмаз знаходився у засновника династії Туглака Гійяс-Уд-Діна, який навесні того ж року напав на Бенгалію. Поки султан був у поході, його син Мухаммед перерив усі комори палацу в пошуках легендарного алмазу, але не знайшов його. Від шейха він дізнався, що султан відвіз алмаз з собою як талісман. У ті часи було повір'я: якщо воїн носить на лівій стороні в своїй зброї алмаз, він не буде убитий. Вирішивши заволодіти алмазом, Мухаммед влаштував урочисту зустріч своєму батькові, який повертався з перемогою. Для цього була споруджена ротонда з важким позолоченим куполом, що спирається, як парасолька, на єдину опору - бамбуковий стовп. У ротонді стояв знаменитий на весь світ Павиний Трон Великих Моголів, прикрашений безліччю дорогоцінних каменів. На фасадній частині висіли мечі і стяги, а тильна сторона ротонди для прохолоди була закрита молодим свіжим пальмовим листям. Коли закінчилася урочиста трапеза, син випросив у батька дозвіл влаштувати навколо ротонди урочистий хід білих слонів. Наведені з Делі, довго не годовані слони спокійно пройшли біля передньої частини ротонди, але, коли виявили задню стінку з пальмового листя, з жадібністю накинулися на них. Купол звалився і придавив султана. Мухаммед, заволодівши алмазом, вставив його в срібну підкову і до кінця своїх днів носив на грудях як талісман.
Карл Сміливий
(1433–1477)
Останній герцог Бургундії (1467–1477)
Наступні 150 років алмаз по черзі належав різним султанам, магараджам, шахам. Побував у семи володарів династії Саїдів, а потім — у 1451 році в династії Лоді, яка повалина їх. Далі сліди алмазу на Сході губляться, щоб з'явитися вже в Європі. У п'ятдесятих роках 15 століття каменем заволодів Карл Сміливий, герцог Бургундський, фактично — некоронований король Бургундії. У 1475 році фламандський ювелір, перший майстер в Європі, що освоїв гранувальну справу, за указом короля зробив перше огранування цього алмаза — на 32 грані. При цьому алмаз втратив масу близько 46 карат. Нова маса алмазу склала 55,23 карата, колишня овальна форма була збережена. Ювелір за свою роботу отримав 3 тисячі золотих флоринів. Герцог Бургундський був схильний до манії величі і мріяв завоювати всю Європу. Він вірив в магічну силу каменю. Слідуючи арабському повір'ю, що з двох воюючих сторін перемагає та, яка володіє важчим алмазом, повелів вставити діамант у свій шолом (на зразок сучасної кокарди). У битві з найманим військом швейцарців Карл Сміливий вступив у двобій з самим хоробрим воїном супротивника. Карл проскакав на своєму скакуні уздовж ворожого війська, розвернувся на всьому скаку і несподівано для всіх став навпроти сонця. Всі ахнули від такої елементарної тактичної помилки. Однак під час поєдинку герцог засліпив сонячним зайчиком від діаманта свого супротивника і проткнув його шпагою. Загальний бій виграли бургундці. Але вже в наступному бої інші противники Карла — королі Франції, Італії та Швейцарії — перемогли його підступністю. Це трапилося в битві при Нансі в 1477 році. Військо було розбите, а сам Карл Сміливий, рятуючись втечею, втратив з свого шолома діамант. І в той же день він був убитий.
Альфонсо V Африканець
(1432–1481)
12-й король Португалії та Алгарви (1438–1477)
14-й король Португалії та Алгарви (1477–1481)
Діамант, що лежав на обмерзлому полі, підібрав швейцарський солдат. Він не знав, що це таке, і став користуватися каменем як кременем: висікав їм вогонь для своєї курильної трубки. Потім красивий камінь у солдата відібрав командир і продав, як дрібничку, протестантському священикові за 1 гульден. Той перепродав його «втридорога» іспанському негоціантові — оптовому торговцю з іншими країнами — за 3 гульдена. Негоціант, в свою чергу, продав камінчик португальському королю Альфонсо Африканцю, який багаторазово закладав діамант лихварям. І, врешті-решт, продав його за 100 тисяч франків французькому маркізові Ніколасу Гарлей де Сансі. Від нього діамант і набув своєї назви. Блискуча кар'єра, яку Сансі зробив згодом, багатьма приписувалася сприятливому впливу алмазу. Так, прихильність короля Генріха III він здобув, позичивши йому камінь для прикраси берета, яким Генріх, хотівши здаватись молодшим, прагнув прикрити лисину на потилиці. А Генріху IV камінь став у нагоді для фінансування воєнних дій. Як свідчить переказ, нарочний, який був покликаний доставити камінь королю, пропав по дорозі до палацу. Коли його хотіли оголосити в розшук, Сансі, переконаний у невинуватості свого слуги, провів власне розслідування і розшукав труп нарочного. З'ясувалося, що по дорозі до палацу на нього напали грабіжники. Сансі наполіг, щоб тіло вірного слуги піддалося розтину – і в його шлунку було виявлено алмаз. Близько 1605 року Сансі — тоді вже перший міністр Франції — продав алмаз в кредит англійському королю Якову I. Вважається, що тоді він і набув своєї нинішньої назви. У складеному в 1605 році каталозі коштовностей Тауера камінь фігурує як «чудовий діамант, огранений, куплений у Сансі».
Ніколас де Гарлей, сеньйор де Сансі
(1546–1629)
Генріх ІІІ Валуа
(1551–1589)
король Польський і великий князь Литовський (1574)
28-й король Франції (1574–1589)
3-й герцог Ангулемський (1551–1574)
9-й герцог Орлеанський (1560–1574)
7-й герцог Анжуйський (1566–1574)
11-й герцог Баррійський (1566–1574)
13-й герцог Бурбонський (1566–1574)
12-й герцог Овернський (1569–1574)
Портрет Генріха III. Невідомий автор. З зібрання Версальського музею.
Генріх IV Великий
(1553–1610)
король Франції (1589–1610)
король Наварри (1572–1610)
герцог де Вандом (1562–1589)
Яків І Англійський
(Яків VI Шотландський)
(1566–1625)
король Шотландії (1567–1625)
король Англії та Ірландії (1603–1625)
Алмаз Сансі залишався в Англії протягом півстоліття, поки вигнані з країни Стюарти не продали його за договірною ціною (як припускають, за 25 тисяч фунтів) кардиналу Мазаріні, який заповів його Людовику XIV. У розпорядженні Бурбонів камінь перебував до Великої Французької революції. У цей час королівська скарбниця піддалася розграбуванню, і серед зниклих скарбів числилися алмаз Французький Синій, алмаз Регент і алмаз Сансі. Подальша доля каменю оповита таємницею аж до 1828 року, коли його придбав за 80 тисяч фунтів Павло Демидов, причому доля діаманта в Росії обігрується Анатолієм Рибаковим у романі «Бронзовий птах». У 1865 році Демидови перепродали алмаз за 100 тисяч фунтів стерлінгів індійському раджі серу Демсетджі Джіджібхойю, який на наступний рік реалізував його невідомому покупцеві. У 1867 році «Сансі» був вперше виставлений для загального огляду на Всесвітній виставці в Парижі, де його вартість оцінювалася власником в мільйон франків. Після цього про камінь нічого не було чутно протягом сорока років. У 1906 році власником каменя став Вільям Волдорф, перший віконт Астор. «Сансі» став подарунком синові до його весілля з віргінською красунею Ненсі Ленгорн. Нова леді Астор носила знаменитий діамант на урочистих подіях як шпильку в волоссі, для чого камінь був прикріплений до золотої оправи. Крім того, леді Астор, що стала першою жінкою, обраною в британський парламент, регулярно надягала знаменитий діамант на засідання палати громад. У 1962 році «Сансі» став окрасою виставки «Десять століть французькому ювелірному мистецтвву», що проходила в Луврі. У 1964 році Ненсі Астор померла, а 13 років потому новий власник каменя, третій віконт Астор, погодився поступитися діамантом (нібито за мільйон доларів) Франції, незважаючи на нібито прийняте британським урядом рішення про оголошення каменю національним скарбом. Тепер «Сансі» зайняв почесне місце в Аполлоновій галереї Лувру.
Джуліо Раймондо Мазаріні
(1602–1661)
кардинал (1636–1661)
перший міністр Франції (1643–1651) та (1653–1661)
Людовик XIV де Бурбон
(1638–1715)
64-й король Франції (1643–1715)
король Наварри (1643–1715)
19-й дофін Франції (1638–1643)
Павло Миколайович Демидов
(1798–1840)
Дамсетджі Джіджібхой з його китайським секретарем
(1783–1859)
Валентина Терешкова — (51,66 карата) — прозорий з незначним жовтим відтінком, знайдено 1963 року в Якутії, названо на честь першої жінки космонавта Валентини Терешкової).
Надія (Хоуп) — (44,5 кар.) — синього кольору, з'явився на ринку в 1830 році і був придбаний в Лондоні банкіром Г. Т. Хоупом («Хоуп» — надія (англ.)). Передбачається, що це переограненний камінь, викрадений під час Великої французької революції. Власники багаторазово змінювалися. З 1958 року знаходиться в Смітсонівському інституті в Вашингтоні.
Діамант Надія
Діамант Хоуп — один із найбільш знаменитих історичних діамантів. В даний час він зберігається з Смітсонівському національному музеї природної історії (Вашингтон, США). Маса цього синього діаманта становить 45,52 карата. Геометричні розміри каменю: 25,60×21,78×12,00 мм. Діамант огранований у формі кушона (подушки).
Діамант Хоуп оточений найбільшою кількістю «зловісних» таємниць і має «погану» славу. Так само він називається «Синій Таверньє», «Блакитний діамант французької корони», «Французький Синій», «Синій Француз», «Синій Хоуп».
Історія знаменитого діаманта Хоуп починається з середини 17 століття, коли відомий французький торговець Жан-Батист Таверньє придбав великий синій алмаз масою 112 3/16 карата (близько 115 карат в сучасній метриці). Цей камінь був невміло огранований і за формою нагадував трикутник. Фахівці сходяться на думці, що алмаз був видобутий, найімовірніше, на родовищі Коллур в Голконді (Індія). Раб, який запропонував його мандрівникові, думав, що продає сапфір, але Таверньє незабаром визначив, що камінь — найбільший у світі синій алмаз.
Жан-Батист Таверньє
(1605–1689)
Портрет роботи Ларжильєра
Оригінальний ескіз алмаза зроблений Таверньє
Цирконієва копія алмаза
Легенда свідчить, що камінь колись був одним з очей статуї індійської богині Сіти. У такому випадку у алмазу повинен був бути парний камінь, але його так і не знайшли. Це був не перший алмаз викрадений в ідола, так колись алмази Око Ідола і Орлов теж прикрашали статуї індійських божеств.
Індуїстська богиня Сіта, дружина бога Рами, втілення богині краси Лакшмі
Таверньє незаконно вивіз алмаз і в 1668 році продав його королю Франції Людовіку XIV. У 1673 році придворний ювелір переогранив його в 67-каратний діамант (близько 69 карат в сучасній метриці), а Людовик подарував його своїй фаворитці мадам де Монтеспан.
Людовик XIV де Бурбон
(1638–1715)
64-й король Франції (1643–1715)
король Наварри (1643–1715)
19-й дофін Франції (1638–1643)
Франсузаза Атенаїс де Рошеушвар ву Мортемарт
(Мадам де Монтаспан)
(1641–1707)
Тоді ніхто ще не замислювався про прокляття бога, навислої над власниками алмазу. Але вперше про нього заговорили після того, як цей камінь «привів із собою» чуму. Страшна хвороба наздогнала Європу якраз після появи незвичайного кристала, тому священнослужителі охрестили камінь проклятим. Першою ж «жертвою» діаманта вважають самого Таверньє, який в одній з чергових подорожей був пошматований собаками.
Фаворитка короля незабаром впала в немилість, і алмаз повернувся до Людовика XIV. В черговий раз танцюючи на балу, «король-сонце» наступив на іржавий цвях і помер від гангрени. Після його смерті діамант перейшов до Марії-Антуанетти. Красивий алмаз зацікавив принцесу Ламбаль і королева дала їй його поносити. Після того як діамант повернувся до власниці, принцеса була убита. А через деякий час обезголовили і Марію-Антуанетту.
Марія Антуанетта
(Марія Антонія Йозефа Іоганна Габсбургсько-Лотарингська)
(1755–1793)
королева Франции (1774–1792)
Марія-Тереза-Луїза Савойска, принцеса де Ламбаль
(1755–1793)
У 1792 році державне казначейство, де зберігався алмаз, було пограбовано. Сліди каменю губляться до 1830 року. Він знову з'являється на світ у Лондоні вже переогранений, де його придбав ірландський банкір і колекціонер Генрі Томас Хоуп, на честь якого алмаз і отримав свою назву.
Султан Абдул-Хамід II, який купив для своєї дружини алмаз Хоуп, через деякий час втратив свою улюблену дружину, що потрапила в руки гвалтівників і вбивць. А пізніше і сам султан розлучився з життям у вигнанні, після того, як його скинули з престолу піддані. Наступним власником каменя був російський князь Коритковський (в іншій версії Кандовицький), який подарував алмаз паризькій танцівниці Ледю. Однак прокляття наздогнало і їх, коли через деякий час князь застрелив свою коханку в пориві ревнощів, а сам став жертвою замаху. Іспанець, котрий надалі володів кривавим діамантом, потонув.
Абдул-Хамід ІІ
(1842–1918)
34-й Османський султан (1876–1909)
Зрештою Хоуп дістався Евелін Уолш Маклін — світській левиці з Вашингтона, яка в першу чергу освятила камінь в церкві, що не вберегло від нещасть її близьких. Чоловік спився і закінчив свої дні в божевільні, перший син потрапив під машину в ранньому дитинстві, а дочка покінчила життя самогубством, наковтавшись пігулок. І вже після смерті бабусі, яка заповіла свої коштовності онукам, її улюблена внучка загинула у віці 25 років.
Евелін Уолш Маклін
(1886–1947)
У 1949 році проклятий діамант був проданий цинічному і незабобонному торговцю коштовностями Гаррі Вінстону, що купив колекцію Маклін, в яку крім алмазу Хоуп входив і діамант Зірка Сходу. Чому його не торкнулося прокляття — сперечаються до цих пір. Може бути, тому що він в нього не вірив, а може, тому, що виставляючи алмаз на загальний огляд, збирав гроші на благодійні цілі? Але довго ризикувати Гаррі не став, тому відправив діамант поштою. Так один з найвідоміших і «кривавих» діамантів потрапив в Смітсонівський інститут у Вашингтоні, розлучившись, таким чином, зі всіма своїми власниками.
Діамант Надія
Багато людей вважають алмаз Хоуп найбільшим синім діамантом в світі. Насправді він займає 4-е місце. Однак, він дійсно найбільший темно-синій діамант, інші мають більш світлі відтінки.
Саме алмаз Хоуп вперше показав людям, що сині алмази можуть за певних умов ставати червоними, як полум'я.
Діамант Надія світиться червоним
Головоломка, яка мучить учених багато років: чому діамант продовжує світитися червоним протягом декількох секунд, після того як камінь висвітлили ультрафіолетовим світлом.
Нассак — (43,38 кар.) — спочатку важив понад 90 карат і знаходився в храмі бога Шиви біля міста Нассак (звідси назва) в Індії. В 1818 році захоплений англійцями як військовий трофей. В 1927 році переогранений в Нью-Йорку, знаходиться в приватному володінні в США.
Схема огранки алмазу Нассак
Нассак — один з небагатьох діамантів історичної значимості, який до цього дня знаходиться в приватних руках. Маса каменю в даний час дорівнює 43,8 карата.
Діамант був захоплений англійцями в якості трофея в ході англо-маратхських воєн (ймовірно, в 1817 році). Як і про багато інших алмазів, про нього розповідали, що він на протязі століть прикрашав статую Шиви в Нассаку, або Нашику (за деякими версіями в храмі Трімбакешвар). Згодом каменем заволодів Роберт Гросвенор, 1-й маркіз Вестмінстера, який велів вправити його в ефес своєї шпаги.
Індуїстський храм Шиви Трімбакешвар. Розташований за 28 км від міста Нашик.
Гігантська статуя божества Шиви в місті Мурдешвара, Індія
У 1927 році камінь потрапив у США, де отримав смарагдове огранування. Американський ювелір Гарі Уінстон придбав Нассак в 1940 році в Парижі, і переогранив його до 43,38 карата (8,68 г). Уїнстон продав алмаз Нью-Йоркській ювелірній фірмі в 1942 році. Вільям Бейтман Лідс із Нью-Йорка придбав алмаз для своєї дружини Рефлекшн Олів Лідс, котра отримала алмаз в 1944 році в якості подарунка і носила його в кільці. Діамант Нассак був проданий на аукціоні в Нью-Йорку в 1970 році Едварду Дж. Генду, 48-річному працівникові фірми вантажоперевезень з Грінвіча, штат Коннектикут.
Вільям Бейтман Лідс Молодший та його дружина Олівія Лідс
Зелений дрезденський — (41 кар.) — зеленого кольору, вважається, що з Індії. В 1700 році потрапив до колекції саксонського курфюрста Августа Сильного. Зберігається у музеї «Зелені склепіння» в Дрездені (Німеччина).
Алмаз «Зелений дрезденський», скоріш за все, походить з Індії. Діамант, отриманий з нього, має масу 41 карат і являє собою камінь грушоподібної форми, яблучно-зеленого кольору; являє собою прикрасу для капелюха. В даний час знаходиться в знаменитих дрезденських «Зелених зведеннях» (колекція Саксонських ювелірних виробів). Це єдиний великий зразок даного різновиду. Своїм унікальним кольором зобов'язаний природній радіоактивності.
Август Сильний
(Август ІІ Фрідріх)
(1670–1733)
кунфюрст Саксонії (1694–1733)
король Польський та Великий князь Литовський (1697–1704) та (1709–1733)
Ганс Слоан
(1660–1753)
Точна історія зеленого діаманта невідома. З найраніших документів вцілів тільки датований 1726 роком лист, який було написано бароном Готьє. У ньому була згадка про купця з Лондона, який хотів продати рідкісний діамант зеленого кольору Августу Сильному, саксонському курфюрсту. Крім того, у натураліста Слоана була копія зеленого діаманта і вказівка про те, що оригінал придбав житель Лондона Моузес Маркус в Голконді. Далі згадки про рідкісноий діамант зеленого кольору зникають, тому пояснити те, як же все-таки він потрапив до Саксонії поки неможливо. Є джерела, які говорять про те, що дрезденський діамант був куплений в 1742 році Августом Третім, який був сином Августа Сильного. Вважається, що він придбав діамант на ярмарку в Лейпцигу, через посередника з Голландії. Потім камінь зберігався у королів.
Август ІІІ(Август ІІІ Фрідріх)
(1696–1763)
кунфюрст Саксонії (1733–1763)
король Польський та Великий князь Литовський (1734–1763)
У 1768 році інший ювелір Діссбах використовував Дрезденський Зелений діамант при створенні прикраси для капелюха (цю прикрасу показано на малюнку нижче праворуч). Ця прикраса дійшла до наших днів і тепер зберігається в музеї.
Прикраса для капелюха із Дрезденським Зеленим діамантом
Музей «Зелені склепіння». Дрезден, Німетчина.
Цей і ще декілька алмазів були конфісковані радянською трофейною організацією після другої світової війни, але в 1958 році були повернуті в Дрезден і знову демонструються там.
У 2006 році експонувався в Московському Кремлі в рамках виставки «Кабінет коштовностей Августа Сильного».
Виняткова твердість алмазу знаходить своє застосування в промисловості: його використовують для виготовлення ножів, свердел, різців і тому подібних виробів. Потреба в алмазі для промислового застосування змушує розширювати виробництво штучних алмазів. Останнім часом проблема вирішується за рахунок кластерного та іонно-плазмового напилення алмазних плівок на ріжучі поверхні. Алмазний порошок (як відходи при обробці природного алмазу, так і отриманий штучно) використовується як абразив для виготовлення ріжучих і точильних дисків, кругів і т. д.
Алмазний інструмент
Також застосовуються в квантових комп'ютерах, в годинниковій та ядерній промисловості.
Вкрай перспективним є розвиток мікроелектроніки на алмазних підкладках. Вже є готові вироби, що володіють високою термо- і радіаційною стійкістю. Також перспективним є використання алмазу, як активного елементу мікроелектроніки, особливо в потужнострумовій і високовольтній електроніці через велике значення величини пробивної напруги і високої теплопровідності.
Лонсдейліт (гексагональний алмаз)
Поки на практиці не використовується, оскільки виявлено мізерні кількості вуглецю в цій формі.
Графіт
Використання графіту засноване на ряді його унікальних властивостей.
Для виготовлення плавильних тиглів, футерувальних плит — застосування засноване на високій температурній стійкості графіту (за відсутності кисню), на його хімічній стійкості до цілого ряду розплавлених металів.
Для виготовлення електродів, нагрівальних елементів — завдяки високій електропровідності і хімічній стійкості до практично будь-яких агресивних водних розчинів (набагато вище, ніж у благородних металів).
Для отримання хімічно активних металів методом електролізу розплавлених сполук. Зокрема, при отриманні алюмінію використовуються відразу дві властивості графіту:
хороша електропровідність, і як наслідок — його придатність для виготовлення електрода;
газоподібні продукти реакції, що протікає на електроді — це вуглекислий газ. Утворення газоподібного продукту означає, що він виходить з електролізера сам, і не вимагає спеціальних заходів з його видалення із зони реакції. Ця властивість істотно спрощує технологію виробництва алюмінію.
Для отримання твердих мастильних матеріалів, в комбінованих рідких і пастоподібних мастилах.
Як наповнювач пластмас.
Як сповільнювач нейтронів в ядерних реакторах.
Як компонент складу для виготовлення стрижнів для чорних графітових олівців (в суміші з каоліном).
Простий олівець із графітовим стрижнем
Для одержання синтетичних алмазів.
Для виготовлення контактних щіток і струмознімачів для різноманітних електричних машин, електротранспорту і мостових підйомних кранів, потужних реостатів, а також інших пристроїв, де потрібно надійний рухомий електричний контакт.
Як струмопровідний компонент високоомних струмопровідних клеїв.
Графен
Графен на даний час не має практичного використання, оскільки це порівняно новий матеріал. Проте, є перспективи його використання.
Перспективи виористання графену.
Вважається, що на основі графену можна сконструювати балістичний транзистор. У березні 2006 року група дослідників з технологічного інституту штату Джорджія заявила, що ними був отриманий польовий транзистор на графені, а також квантово-інтерференційний прилад. Дослідники вважають, що завдяки їх досягненням незабаром з'явиться новий клас графенової наноелектроніки з базовою товщиною транзисторів до 10 нм. Цей транзистор володіє великим струмом витоку, тобто не можна розділити два стани із закритим і відкритим каналом.
Використовувати безпосередньо графен при створенні польового транзистора без струмів витоку не є можливим через відсутність забороненої зони в цьому матеріалі, оскільки не можна домогтися істотної різниці в опорі при будь-яких прикладених напругах до затвора, тобто не виходить задати два стани, придатних для двійкової логіки: проводить і непроводить. Спочатку потрібно створити якимось чином заборонену зону достатньої ширини при робочій температурі (щоб термічно збуджені носії давали малий внесок у провідність). Один з можливих способів: створити тонкі смужки графену з такою шириною, щоб завдяки квантово-розмірному ефекту ширина забороненої зони була достатньою для переходу у діелектричний стан (закритий стан) приладу при кімнатній температурі (28 меВ відповідає ширині смужки 20 нм). Завдяки високій рухливості (мається на увазі, що рухливість вище, ніж в кремнії, використовуваному в мікроелектроніці) 104 см2·В-1·с-1 швидкодія такого транзистора буде помітно вищою. Незважаючи на те, що цей пристрій вже здатен працювати як транзистор, затвор до нього ще не створений.
Інша область застосування полягає у використанні графена в якості дуже чутливого сенсора для виявлення окремих молекул хімічних речовин, приєднаних до поверхні плівки. Досліджувалися такі речовини, як NH3, CO, H2O, NO2. Сенсор розміром 1 мкм × 1 мкм використовувався для детектування приєднання окремих молекул NO2 до графену. Принцип дії цього сенсора полягає в тому, що різні молекули можуть виступати як донори чи акцептори електронів, що в свою чергу веде до зміни опору графену. Також теоретично досліджується вплив різних домішок (використаних в зазначеному вище експерименті) на провідність графену. А ще було показано, що молекула NO2 є гарним акцептором завдяки своїм парамагнітним властивостям, а діамагнітні молекули N2O4 створють рівень близький до точки електронейтральності. У загальному випадку домішки, молекули яких мають магнітний момент (неспарений електрон), володіють більш сильними легуючими властивостями.
Ще одна перспективна область застосування графену — його використання для виготовлення електродів в іоністорах (суперконденсаторах) для використання їх як перезаряджувальних джерел струму. Дослідні зразки іоністорів на графені мають питому енергоємність 32 Вт·год/кг (для свинцево-кислотних акумуляторів — 30–40 Вт·год/кг).
Нещодавно був створений новий тип світлодіодів на основі графену (LEC). Процес утилізації нових матеріалів екологічний при достатньо низькій ціні.
У 2011 році в журналі Science була опублікована робота, де на основі графену пропонувалася схема двовимірного метаматеріалу (може бути затребуваний в оптиці та електроніці).
Фулерени
Вірогідною областю використання фулеренів і, в першу чергу, C60 є оптичні затвори. Експериментально показана можливість застосування цього матеріалу для довжини хвилі 532 нм. Малий час відгуку дає шанс використовувати фулерени в якості обмежувачів лазерного випромінювання та модуляторів добротності. Однак, з ряду причин фулеренам важко конкурувати тут з традиційними матеріалами.
Фулерен в якості матеріалу для напівпровідникової техніки. Молекулярний кристал фулерена є напівпровідником з шириною забороненої зони ~1.5 еВ та його властивості багато в чому аналогічні властивостям інших напівпровідників. Тому ряд досліджень був пов'язаний з питаннями використання фулеренів в якості нового матеріалу для традиційних приладів в електроніці: діод, транзистор, фотоелемент і т. п. Тут їх перевагою в порівнянні з традиційним силіцієм є малий час фотовідгуку (одиниці нс). Однак істотним недоліком виявилося вплив кисню на провідність плівок фулеренів і, отже, виникла необхідність в захисних покриттях. У цьому сенсі більш перспективно використовувати молекулу фулерену в якості самостійного нанорозмірного пристрою і, зокрема, підсилювального елемента.
Фулерен як фоторезист. Під дією видимого (>2 еВ), ультрафіолетового та більш короткохвильового випромінювання фулерени полімеризуються і в такому вигляді не розчиняються в органічних розчинниках. В якості ілюстрації застосування фулеренового фоторезиста можна навести приклад отримання субмікронної роздільності (≈20 нм) при травленні силіцію електронним пучком з використанням маски з полімеризованої плівки C60.
Фулеренові добавки для росту алмазних плівок методом CVD. Іншою цікавою можливістю практичного застосування є використання фулеренових добавок при вирощуванні алмазних плівок CVD-методом (Chemical Vapor Deposition). Введення фулеренів в газову фазу ефективно з двох точок зору: збільшення швидкості утворення алмазних ядер на підкладці і постачання будівельних блоків з газової фази на підкладку.
Надпровідні сполуки з C60. Молекулярні кристали фулеренів — напівпровідники, однак на початку 1991 року було встановлено, що легування твердого C60 невеликою кількістю лужного металу призводить до утворення матеріалу з металевою провідністю, який при низьких температурах переходить в надпровідник. Легування C60 проводять шляхом обробки кристалів парами металу при температурах в декілька сотень градусів Цельсія. При цьому утворюється структура типу X3C60 (Х — атом лужного металу).
Вплив малих добавок фулеренової сажі на антифрикційні та протизносні властивості ПТФЕ (політетрафлуоретилену). Слід зазначити, що присутність фулерену C60 в мінеральних мастилах ініціює на поверхнях контртіла утворення захисної Фулер-полімерної плівки товщиною — 100 нм. Утворена плівка захищає від термічної і окиснювальної деструкції, збільшує час життя вузлів тертя в аварійних ситуаціях в 3–8 разів, термостабільність мастил до 400–500 °C і несучу здатність вузлів тертя в 2–3 рази, розширює робочий інтервал тисків вузлів тертя в 1,5–2 рази, зменшує час припрацювання контртіла.
Серед інших цікавих додатків слід зазначити акумулятори та електричні батареї, в яких так чи інакше використовуються добавки фулеренів. Основою цих акумуляторів є літієві катоди, містять інтеркальовані фулерени. Фулерени також можуть бути використані в якості добавок для отримання штучних алмазів методом високого тиску. При цьому вихід алмазів збільшується на ≈30%.
Фулерени можуть бути також використані у фармакології для створення нових ліків. Так, в 2007 році були проведені дослідження, які показали, що ці речовини можуть виявитися перспективними для розробки протиалергічних засобів.
Різні похідні фулеренів показали себе ефективними засобами в лікуванні вірусу імунодефіциту людини: білок, відповідальний за проникнення вірусу в кров'яні клітини — ВІЛ-1-протеаза, — має сферичну порожнину діаметром 10 Å, форма якої залишається постійною при всіх мутаціях. Такий розмір майже збігається з діаметром молекули фулерену. Синтезовано похідне фулерену, яке розчинне у воді. Воно блокує активний центр ВІЛ-протеази, без якої неможливе утворення нової вірусної частинки.
Крім того, фулерени знайшли застосування в якості добавок в інтумесцентні (ті, що спучуються) вогнезахисні фарби. За рахунок введення фулеренів фарба під впливом температури при пожежі спучується, утворюється досить щільний пінококсовий шар, який у декілька разів збільшує час нагрівання до критичної температури захищуваних конструкцій.
Також, фулерени та їх різні хімічні похідні використовуються в поєднанні з поліспряженими напівпровідними полімерами для виготовлення сонячних елементів.
Нанотрубки
Унікальні властивості нанотрубок обумовлюють їх перспективне використання в ряді галузей: як армуючих добавок в композиційних матеріалах, для одержання елетропровідних композиційних полімерів, як добавка в метали для одержання надпровідникових матеріалів, компонент холодних емісійних катодів в дисплеях, якісно нове джерело світла, напівпровідникові транзистори з p-n переходами, для виробництва особливих марок графіту, пористого графіту, сировина для виробництва теплоізоляційних матеріалів, як сорбент і сховище водню, як носій каталізаторів, для виготовлення вуглець-літієвих батарей і суперконденсаторів, як мікроелектрод, як мікрозонд і т. д. Надзвичайно продуктивними є хімічні і біологічні галузі застосування нанотрубок. Сфери, способи та можливості застосування нанотрубок численні і широкі. Навіть беручи до уваги те, що більша частина результатів останніх дослідів може бути невідома громадськості, вже зараз можна передбачити, що нанотрубки із часом стануть універсальним матеріалом для побудови багатьох об’єктів. Застосування нанотрубок можна розділити на кілька категорій за їх властивостями: 1) фізичні, наприклад, присадка до композитних матеріалів, що дозволяє створити із звичайного полімеру об’єкт із більшою міцністю і витривалістю, ніж із легованих сталей. Завдяки капілярним властивостям нанотрубок нині створюють ємкості для водню, що дозволяє у десятки разів збільшити їх об’ємну ємність; 2) фізико-хімічні — тут відкривається цілий пласт невідомих реакцій та процесів, із часом нанотрубки стануть основним структурним елементом в електроніці та техніці. Якщо глобально оцінювати застосування нанотрубок, то можна впевнено стверджувати, що ми стали свідками початку ще однієї технічної революції. В наступні десять років будуть створені нанороботи-репліканти, на основі нанотрубок та інших наноматеріалів. Головною метою їх створення є побудова інших роботів та структур із атомарною якістю. Важко осягнути всі можливості такої перспективи. Ми зможемо, наприклад, перемогти практично всі інфекційні, хронічні, генетичні хвороби, досить буде мати індивідуальну програму керування для нанороботів та один наноробот-реплікант. Він розмножить себе до достатньої кількості і згідно з програмою буде на молекулярному рівні відшукувати збудника хвороби і переробляти його, наприклад, на глікоген.
Застосування в мікроелектроніці: транзистори, нанопровідники, прозорі провідні поверхні, паливні елементи.
Для створення з'єднань між біологічними нейронами і електронними пристроями в новітніх нейрокомп'ютерних розробках.
Капілярні застосування: капсули для активних молекул, зберігання металів і газів, нанопіпетки.
Оптичні застосування: дисплеї, світлодіоди.
Медицина (в стадії активної розробки).
Одностінні нанотрубки (індивідуальні, в невеликих збірках або в мережах) є мініатюрними датчиками для виявлення молекул в газовому середовищі або в розчинах з ультрависокою чутливістю — при адсорбції на поверхні нанотрубки молекул її електроопір, а також характеристики нанотранзисторів можуть змінюватися. Такі нанодатчики можуть використовуватися для моніторингу навколишнього середовища, у військових, медичних і біотехнологічних застосуваннях.
Трос для космічного ліфта, так як нанотрубки, теоретично, можуть тримати і більше тонни… але тільки в теорії. Тому як отримати достатньо довгі вуглецеві трубки з товщиною стінок в один атом досі не вдавалося.
Космічний ліфт — концепція інженерної споруди
для безракетного запуску вантажів у космос.
Дана гіпотетична конструкція заснована на застосуванні троса,
протягнутого від поверхні планети до орбітальної станції,
яка знаходиться на геостаціонарній орбіті.
Листи з вуглецевих нанотрубок можна використовувати в якості плоских прозорих гучномовців, до такого висновку дійшли китайські вчені.
Нановолокна
Нановолокна використовують як:
джерела електронної автоемісії;
композитні матеріали;
голки в скануючій зондовій мікроскопії;
носії каталізаторів;
платформа для транспорту генів;
матеріали електродів;
усунення розливів нафти.
Астралени
Астралени розглядаються як перспективний наноматериал. Зараз вивчаються такі області застосування:
Добавка-модифікатор для полімерних і неорганічних композиційних матеріалів, а також композиційних сплавів. Зокрема, його додають (0,0001–0,001%) в бетон в якості наномодіфікатора.
Антифрикційна добавка до конструкційних матеріалів і змазок.
Елемент холодних катодів.
Елемент нелінійно-оптичних систем, в тому числі широкосмугових обмежувачів лазерного випромінювання.
Скловуглецеві електроди широко використовуються в електрохімії. Використовують скловуглецеві високотемпературні тиглі, які є стійкими до високих температур, але залишаються інертними по відношенню до більшості речовин. Таким чином, їх використовують для виробництва напівпровідників, таких як GaAs, а також для вирощування монокристалів. Скловуглець також можна використовувати в якості молекулярного сита. У медицині скловуглець використовують як матеріал для виготовлення протезів. Скловуглець використовується в металургії при електролізі розплавів солей.
Карбін
Завдяки властивостям цієї структури їй пророкують широке растосування у майбутньому в мікроелектроніці, оптиці, мікрохвильовій і електричній техніці, конструкціях джерел струму і в медицині. В усіх цих областях ключове значення має висока стабільність фізичних і хімічних властивостей. У зв'язку з цим викликає інтерес зміна поверхні карбіну в атмосфері повітря протягом декількох років, що пройшли після синтезу, а також його модифікація в умовах надвисокого вакууму. Електропровідність карбіну помітно зростає при освітленні. На цьому засновані перші практичні кроки по використанню нового матеріалу у техніці. Карбінові фотоелементи надійні аж до 500 °C, перевершуючи інші подібні прилади.
Аморфний вуглець
Активоване вугілля.
В протигазах:
Класичний приклад використання активованого вугілля пов'язаний з використанням його в протигазі. Розроблений Н. Д. Зелінським протигаз врятував безліч життів солдатів в першій світовій війні. До 1916 року він був прийнятий на озброєння майже у всіх європейських арміях.
Хімія часто обдаровувала мене великою насолодою пізнання ще нерозвіданих таємниць природи.
Вона дала мені можливість послужити людям, полегшити їх працю, позбавити деяких страждань,
часом врятувати від загибелі Вона допомогла мені стати людиною, корисною для моєї Вітчизни. Микола Зелінський
Микола Дмитрович Зелінський народився у дворянській родині. Батько його помер від швидкоплинних сухот у 1863 році. Два роки по тому від тієї ж хвороби померла його мати. Осиротілий хлопчик залишився на піклуванні своєї бабусі Марії Петрівни Васильєвої. Боячись можливості успадкування хвороби, вона намагалася загартовувати хлопчика щоб ріс міцною і рухливою дитиною. Початкову освіту Зелінський одержав у Тираспольському повітовому училищі, потім у відомій Рішельєвській гімназії в Одесі. Інтерес до хімії з’явився в нього дуже рано: у 10 років він уже проводив хімічні досліди. Переломним моментом у виборі життєвого шляху було знайомство Зелінського з І. Сєченовим, який у середині 1870-х років читав публічні лекції у Великій хімічній аудиторії Новоросійського (Одеського) університету. У 1880-му Зелінський вступив на природничо-історичне відділення фізико-математичного факультету Новоросійського університету. У стінах цього закладу працювали найвідоміші російські вчені: І. Сєченов, І. Мечников, Н. Соколов, Н. Розумів, П. Мелікишвілі, А. Ковалевський, А. Веріго й ін. Із першого курсу Зелінський вирішив присвятити себе органічній хімії. Під керівництвом професора П. Мелікишвілі він виконав свою першу наукову працю, що була опублікована у травні 1884 рроку; у «Журналі фізико-хімічного товариства». У 1884 році Зелінський закінчив університет і був залишений на кафедрі хімії. У 1885 році він був відряджений як стипендіат факультету в Німеччину. Для стажування були обрані лабораторії І. Вісліценуса в Лейпцизі й В. Мейєра в Геттінгені, де велика увага приділялася знанням теоретичної органічної хімії та явищам ізомерії і стереохімії. Намагаючись з’ясувати будову тіофену, Мейєр запропонував Зелінському здійснити синтез тетрагідротіофену. У ході роботи Зелінський добув проміжний продукт — дихлоретилсульфід (названий згодом іпритом), який виявився найсильнішою отрутою, від якої молодий учений сильно постраждав, діставши опіки рук і тіла. Так майбутній творець протигаза вперше добув одну з найпідступніших отруйних речовин і став першою його жертвою.
Після повернення з-за кордону (1888) Зелінський витримав магістерський іспит і був зарахований заштатним приват-доцентом Новоросійського університету. Він почав читати лекції з органічної хімії студентам-природничникам. Завдяки сприянню завідувача університетською лабораторією А. Веріго, Зелінський зміг почати самостійну наукову працю. До дослідницької діяльності він залучав здібних студентів, під його керівництвом свої перші наукові праці зробили А. Безрідкі, А. Бичихін, А. Дорошевський та інші, які стали згодом відомими вченими. Продовжуючи дослідження, початі в Німеччині, Зелінський захистив магістерську дисертацію «До питання про ізомерію в тіофеновому ряді» (1889), у якій докладно досліджував шляхи синтезу різних ізомерних похідних тіофену.
У 1890 році на клопотання П. Мелікишвілі й А. Веріго 29-річний Зелінський дістав посаду штатного приват-доцента Новоросійського університету. У цьому ж році він одержав відрядження в Лейпциг у лабораторію В. Оствальда.
У 1891 році Зелінський блискуче захистив докторську дисертацію «Исследование явлений изомерии в рядах предельных углеродистых соединений». Він одним із перших дослідив шляхи синтезу стереоізомерних двохосновних кислот. Серія проведених досліджень зробила надбанням практики методи добування заміщених бурштинових, глутарових, адипінових, пімелінових кислот і діоксикислот жирного ряду.
У 1893 році Зелінський був призначений екстраординарним професором Московського університету. Переїзд у Москву відкривав для вченого нові можливості. Навчальний 1893 рік він почав із читання вступної лекції «Наукове значення хімічних праць Пастера», у якому зробив глибокий аналіз причин оптичної діяльності органічних сполук і висловив цікаві прогнози про значення стереохімічних уявлень у хімії і біології. У Московському університеті Зелінський читав основний курс органічної хімії для студентів природничого відділення, вів практичні заняття із аналітичної та органічної хімії, протягом 1899 1904 років на запрошення І. Сєченова читав курс органічної хімії студентам медичного факультету. У його лабораторії працювала талановита молодь: С. Намьоткін, В. Кравець, Г. Стадніков та інші.
Московський період був для Зелінського дуже плідним. Діапазон інтересів ученого був винятково широкий. З 1893 до 1911 року опубліковано понад 200 наукових статей. У 1906 році Зелінський уперше розробив доступний метод добування α-амінокислот, пояснив механізм реакції, синтезував велику кількість амінокислот.
Важливим об’єктом наукових досліджень цього періоду стала нафта — складна суміш органічних сполук. Продовжуючи дослідження В. Марковникова, він посилено розробляв проблему раціонального використання нафти, зокрема її ароматизації. У 1911 році Зелінський відкрив дегідрогенізаційний каталіз нафтенів із застосуванням платини і палладію. Результатом цих досліджень став пуск першого в Росії виробництва термічного крекінгу нафти. Зелінський встигав вести і велику громадську роботу. Він організував на Вищих жіночих курсах кафедру органічної хімії, створив чудову лабораторію. На початку 1900-х років Зелінський брав участь у створенні Центральної лабораторії Міністерства фінансів у Москві, у 1908 — у відкритті Народного університету ім. Шанявського.
У 1911 році у числі великої групи професорів і викладачів Московського університету Зелінський подав у відставку на знак протесту проти реакційної політики міністра освіти Кассо, що постійно втручається у справи університету. Зелінський утратив можливість вести дослідницьку роботу. Якийсь час він читав лекції в Народному університеті ім. Шанявського, а потім переїхав у Петербург, де завідував кафедрою товарознавства на економічному факультеті Політехнічного інституту і керував Центральною лабораторією. З 1914 до 1922 року Зелінський опублікував тільки 10 наукових праць, але діяльність його не ослабла, а одержала інший напрямок. У Петербурзі Зелінський зайнявся дослідженням будови білків. У 1914-му ним вперше були запропоновані принципи каталітичного методу розщеплення білків.
У роки Першої світової війни вчений активно проводив дослідження з каталітичного крекінгу і піролізу нафти, що сприяли помітному підвищенню виходу толуену — сировини для добування тринітротолуену (тротилу, толу). Це мало важливе значення для оборонної промисловості. Зелінський уперше запропонував як каталізатори для дегідрогенізації вуглеводнів нафти використовувати доступні алюмосилікати й оксидні каталізатори, що використовуються й у наш час. У Петербурзі Зелінський розробив засіб захисту від бойових отруйних речовин — вугільний протигаз.
Протигаз Зелінського-Кумманта
22 квітня 1915 року у районі Іпра на стику французького і британського фронтів німці здійснили першу газобалонну хімічну атаку. У результаті з 12-ти тисяч солдатів у живих залишилося тільки 2 тисячі. З 1 травня подібну атаку повторили на російсько-німецькому фронті під Варшавою. Втрати серед солдатів були величезні. Зелінський поставив завдання: знайти надійний засіб захисту від отруйних газів. Розуміючи, що для універсального протигаза потрібен універсальний поглинач, Зелінський прийшов до ідеї використовувати звичайне деревне вугілля. Він разом із В. Садиковим розробив спосіб активування вугілля шляхом прожарювання, що значно збільшило його поглинальну здатність. У червні 1915 року на засіданні протигазової комісії при Російському технічному товаристві Зелінський уперше зробив доповідь про знайдений ним засіб. Наприкінці 1915 року інженер З. Куммант запропонував використовувати в конструкції протигаза гумовий шолом. Через злочинну затримку з упровадженням протигаза з провини командування армії тільки в лютому 1916 року, після випробувань у польових умовах, протигаз, нарешті, було прийнято на озброєння. До середини 1916-го року налагодили масове виробництво протигазів Зелінського-Кумманта. Усього за роки Першої світової війни в діючу армію було спрямовано понад 11 мільйонів протигазів, що врятувало життя мільйонам російських солдатів.
Винахідники першого вугільного протигазу
Зліва направо: третій — М. Д. Зелінський, четвертий — М. І. Куммант
(з книги Нілова Є., 1964)
Після Лютневої революції 1917 року Зелінський дістав право повернутися в Московський університет і знову переїхав у Москву. Після Жовтневої революції 1917 року він продовжив роботу на кафедрі. Вже в 1918 році учений брав участь у вирішенні невідкладних проблем, що стояли перед країною, вивчав методи добування бензину з мазуту. Починаючи з 1923-го року опублікував велику кількість статей про каталіз, синтез нових сполук, походження нафти, холестерин, білкові речовини, синтез каучуку та ін.
При виробництві цукру:
Спочатку для очищення цукрового сиропу від забарвлюючих речовин при цукроварінні використовувався кісткове активоване вугілля. Однак цей цукор не можна було вживати в піст, як той, що має тваринне походження. Цукрозаводчики почали випускати «пісний цукор», який або не очищався і мав вигляд кольорових помадок, або очищався деревним вугіллям.
Інші галузі застосування:
Активоване вугілля застосовується в медицині, хімічній промисловості, як носій каталізаторів, а в багатьох реакціях сам діє як каталізатор, фармацевтичній і харчовій промисловості. Фільтри, що містять активоване вугілля, використовуються в багатьох сучасних моделях пристроїв для очищення питної води.
Деревне вугілля.
Деревне вугілля використовується з давніх часів для різних цілей, включаючи мистецтво і медицину, але на сьогоднішній день найважливішим є використання в якості металургійного палива. Вугілля є традиційним паливом в кузні та інших галузях, де потрібен сильний жар. Подрібнене деревне вугілля також використовувалось в якості джерела вуглецю. У такому вигляді вугілля було важливим для ранніх хіміків і було складовою частиною для сумішей, таких як порох. Завдяки своїй високій площі поверхні деревне вугілля може бути використане у якості фільтра, в якості каталізатора або в якості адсорбенту.
Антрацит.
Антрацит широко застосовується як високоякісне енергетичне паливо, а також як сировина у чорній (використовують так званий термічний антрацит, який одержують шляхом прожарювання антрациту особливого ґатунку в шахтних печах при температурі до 1350 °C) та кольоровій металургії, хімічній та електротехнічній промисловості тощо. Антрацит — вуглецева сировина при виготовленні абразивів, відновлювачів, електродів.
Кам'яне вугілля.
Кам'яне вугілля використовується як технологічна, енерго-технологічна і енергетична сировина, при виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і т. і. Один з найперспективніших напрямів використання кам'яного вугілля — скраплення (зрідження) — гідрогенізація вугілля з отриманням рідкого палива. При переробці кам'яного вугілля отримують також: активне вугілля, штучний графіт і т. д.; в промислових масштабах вилучається ванадій, германій і сірка; розроблені методи отримання галію, молібдену, цинку, свинцю. Існують різні схеми неенергетичного використання кам'яного вугілля на основі термохімічної, хімічної та іншої переробки з метою їх повного комплексного використання і забезпечення охорони довкілля.
Буре вугілля.
Як паливо буре вугілля використовується значно менше, ніж кам'яне вугілля, проте через низьку вартість в дрібних і приватних котельнях воно більш популярне і займає іноді до 80%. Використовується для пилоподібного спалювання (при зберіганні буре вугілля висихає і розсипається), іноді повністю. На невеликих провінційних ТЕЦ воно також нерідко спалюється для одержання тепла. Однак в Греції і особливо в Німеччині буре вугілля використовується в парових електростанціях, виробляючи до 50% електроенергії в Греції і 24,6% у Німеччині. З великою швидкістю поширюється отримання рідких вуглеводневих палив з бурого вугілля перегонкою. Після перегонки залишок годиться для отримання сажі. З нього витягують горючий газ, отримують вуглелужні реагенти та монтан-віск (гірський віск).
Кам'яновугільний кокс.
Кокс кам'яновугільний застосовують для виплавки чавуну (доменний кокс) як високоякісне бездимне паливо, відновник залізної руди, розпушувач шихтових матеріалів. Кокс кам'яновугільний використовують також, як ваграночне паливо в ливарному виробництві (ливарний кокс), для побутових цілей (побутовий кокс), в хімічній і феросплавній галузях промисловості (спеціальні види коксу). Доменний кокс повинен мати розміри шматків не менше 25–40 мм при обмеженому вмісті шматків менше 25 мм (не більше 3%) і більше 80 мм. Ливарний кокс за розмірами шматків крупніше доменного; найбільш придатний продукт, в якому присутні шматки менше 60–80 мм. Головна відмінність ливарного коксу від доменного — малий вміст S, який не повинен перевищувати 1% (в доменному коксі до 2%). У промисловості феросплавів використовують дрібний кокс (наприклад, фракцію 10–25 мм), при цьому на відміну від доменного і ливарного виробництв воліють застосовувати продукт з великою реакційною здатністю. Вимоги по міцності до побутового коксу менш жорсткі, ніж до доменного і ливарного. У всіх виробництвах краща сировина — найбільш міцний малозольний і малосірчистий кокс, що містить невелику кількість дрібних фракцій.
Нафтовий кокс.
Застосовується: у виробництві анодів для виплавки алюмінію, спеціальних графітованих електродів для одержання електролітичної сталі, корозієстійкої апаратури, відновник при отриманні феросплавів тощо.
Пековий кокс.
Застосовується: для виготовлення анодної маси, обпалених анодів та інших цілей. Кольорова металургія є споживачем малозольного пекового коксу.
Торф'яний кокс.
Застосовується: як сорбент (в асенізації, цукровому і винокурному виробництвах), в ковальській справі для зварювання і поковки металу, для виплавки чавуну в домнах, при виготовленні феросплавів, як сировина для агломерації залізних руд.
Напівкокс.
Напівкокс використовують як легкозаймисте бездимне тверде паливо, у промисловості та побуті.
Сажа.
Сажа застосовується в якості підсилюючого компонента у виробництві гум та інших пластичних мас. Близько 70% всієї виробленої сажі використовується у виробництві шин, близько 20% у виробництві гумово-технічних виробів. Інша кількість знаходить застосування в якості чорного пігменту (наприклад: друкарська фарба, туш для малювання); сповільнювача «старіння» пластмас; компонента, що надає пластмасам спеціальні властивості: (електропровідність, здатність поглинати ультрафіолетове випромінювання, випромінювання радарів).
Нанобруньки
Такі властивості, як хімічна активність, гарне розсіювання і змінна ширина забороненої зони визначають широке застосування нанобруньок. У ряді теоретичних робіт також зазначається існування магнетизму в нанобруньок.
Вуглецева нанопіна
Завдяки дуже маленькій густині (2÷10 мг/см3) і великій площі поверхні (300÷400 м2/г), вуглецева нанопіна може бути використана для зберігання водню в паливних комірках. Напівпровідникові властивості нанопіни можуть бути використані в електроніці. Хімічна нейтральність і стійкість нанопіни відкриває широкі можливості застосування нанопіни в медицині: магнітні властивості нанопіни дозволяють вводити її в кровотік і відстежувати перебіг крові в найдрібніших капілярах за допомогою магнітно-резонансної томографії; оскільки нанопіна добре поглинає інфрачервоне випромінювання, то ввівши її в пухлину можна було б знищити останню, опромінюючи інфрачервоним світлом, оскільки нанопіна нагрівалася б набагато сильніше, ніж сусідні, здорові тканини.
Сполуки Карбону є основою всіх рослинних і тваринних організмів. Забезпечуючи життя, Карбон здійснює в природі постійний кругообіг, який називають Карбоновим циклом. У складі вуглекислого газу Карбон присутній в атмосфері Землі, а також у розчиненому вигляді у воді. Живі організми засвоюють його з атмосфери чи води завдяки процесу, який має назву фіксація Карбону. Інші організми, нездатні засвоювати Карбон безпосередньо, отримують його через харчові ланцюжки. Карбон частково повертається в атмосферу у вигляді вуглекислого газу як продукт дихання або горіння, однак частина Карбону йде на утворення метану й карбонатів, наприклад кальцій карбонату. Залишки загиблих організмів входять зрештою до осадових порід, кам'яного вугілля, нафти, природного газу. Карбон повертається в атмосферу в процесі довготривалого геологічного колообігу як наслідок дегазації порід, вулканічної діяльності тощо. Частково збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері Землі зумовлене діяльністю людини — використанням викопного палива для отримання енергії.
Високий вміст вуглецю в атмосферних аерозолях веде до підвищення захворюваності населення, особливо верхніх дихальних шляхів і легень. Професійні захворювання — в основному антракоз і пиловий бронхіт. Токсична дія 14C у складі молекул білків (особливо в ДНК і РНК), визначається його радіоактивним розпадом із випромінюванням β-частинок (14C (β) → 14N), що призводить до зміни хімічного складу молекули.