Sono seduto in un fast-food fuori Boston che, a causa di un accordo di riservatezza che ho dovuto firmare, non mi è stato permesso di nominare. Sto aspettando di visitare Apollo Diamond, un'azienda segreta quanto un'agenzia di spionaggio dell'era sovietica. Il suo indirizzo non è pubblicato. Il personale delle pubbliche relazioni non mi ha dato indicazioni. Invece, un rappresentante di Apollo mi viene a prendere in questo centro commerciale di periferia e mi guida nella sua auto di lusso nera la cui marca non mi è permesso di nominare lungo strade che non sono autorizzato a descrivere come tortuose, non che necessariamente lo fossero.
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- Ulrich Boser su "Diamonds in Demand"
"Questa è una miniera di diamanti virtuale", afferma il CEO di Apollo Bryant Linares quando arrivo nella sede segreta della società, dove vengono fabbricati i diamanti. "Se fossimo in Africa, avremmo filo spinato, guardie di sicurezza e torri di guardia. Non possiamo farlo in Massachusetts." I registi di Apollo si preoccupano per il furto, le spie aziendali e la loro sicurezza. Quando Linares era a una conferenza sul diamante qualche anno fa, dice, un uomo che rifiuta di descrivere è scivolato dietro di lui mentre stava uscendo da una sala riunioni dell'hotel e ha detto che qualcuno di una compagnia di diamanti naturale poteva solo mettersi un proiettile in testa . "È stato un momento spaventoso", ricorda Linares.
Il padre di Bryant, Robert Linares, lavorando con un collaboratore diventato co-fondatore di Apollo, ha inventato la tecnica di coltivazione dei diamanti dell'azienda. Robert mi accompagna in una delle sale di produzione dell'azienda, una lunga sala piena di quattro camere da frigorifero piene di tubi e calibri. Mentre i tecnici passano accanto a scrub e camici da laboratorio, guardo dentro la finestra dell'oblò di una delle macchine. Una nuvola verde kryptonite riempie la parte superiore della camera; in fondo ci sono 16 dischi delle dimensioni di un pulsante, ognuno illuminato da un rosa sfumato. "Non sembra niente, vero?" Dice Robert. "Ma saranno mezzo carati tra poche settimane."
Nel 1796, il chimico Smithson Tennant scoprì che il diamante è fatto di carbonio. Ma solo dagli anni '50 gli scienziati sono riusciti a produrre diamanti, forgiandoli dalla grafite sottoposta a temperature fino a 2.550 gradi Fahrenheit e pressioni 55.000 volte superiori a quelle dell'atmosfera terrestre. Ma le pietre erano piccole e impure. Solo la grana era utile, principalmente per applicazioni industriali come trapani dentali e lame per seghetto. Nell'ultimo decennio, tuttavia, ricercatori come Linares hanno perfezionato un processo chimico che fa crescere diamanti puri e grandi quasi quanto i migliori esemplari estratti dal terreno. Il processo, la deposizione chimica in fase di vapore (CVD), passa una nuvola di gas di carbonio sui semi di diamante in una camera a vuoto riscaldata a oltre 1.800 gradi. Un diamante cresce mentre il carbonio si cristallizza sopra il seme.
Robert Linares è stato in prima linea nella ricerca sulla sintesi dei cristalli da quando ha iniziato a lavorare presso i Bell Labs di Murray Hill, nel New Jersey, nel 1958. Ha poi avviato una società di semiconduttori, Spectrum Technologies, che in seguito ha venduto, utilizzando i proventi del bankroll ulteriori ricerche sui diamanti. Nel 1996, dopo quasi un decennio di lavoro nel garage della sua casa di Boston - non scherzando, nel garage, dove aveva installato le attrezzature che rifiuta di descrivere - ha scoperto la miscela precisa di gas e temperature che gli ha permesso di creare grandi diamanti a cristallo singolo, quelli che vengono tagliati in pietre preziose. "È stato un vero brivido", afferma. "Come guardare in una miniera di diamanti."
Cercando una valutazione imparziale della qualità di questi diamanti da laboratorio, ho chiesto a Bryant Linares di farmi prestare una pietra Apollo. Il giorno successivo, metto la pietra 38 carati, taglio di principessa davanti a Virgil Ghita nella stretta gioielleria Ghita nel centro di Boston. Con un paio di pinzette, porta il diamante all'occhio destro e lo studia con la lente di un gioielliere, trasformando lentamente la gemma nel sole pomeridiano pieno di mote. "Bella pietra, colore eccellente. Non vedo imperfezioni", dice. "Dove l'hai preso?"
"È stato coltivato in un laboratorio a circa 20 miglia da qui", rispondo.
Abbassa la lente e mi guarda per un momento. Quindi studia di nuovo la pietra, corrugando la fronte. Sospira. "Non c'è modo di dire che è stato creato in laboratorio."
Più di un miliardo di anni fa, e almeno 100 miglia sotto la superficie della terra, un mix di calore tremendo e pressione titanica ha forgiato carbonio nei diamanti che vengono estratti oggi. Le pietre furono portate verso la superficie della terra da antichi vulcani sotterranei. Ogni vulcano ha lasciato un tubo di roccia a forma di carota chiamato kimberlite, che è tempestato di diamanti, granati e altre gemme. L'ultima eruzione conosciuta di kimberlite sulla superficie della terra è avvenuta 47 milioni di anni fa.
I diamanti sono stati estratti da quasi tutte le regioni del mondo, dal nord del circolo polare artico ai tropici dell'Australia occidentale. La maggior parte delle miniere di diamanti iniziano con una fossa larga; se la pipa in kimberlite ha molti diamanti, i minatori scavano alberi da 3000 piedi o più in profondità. Nelle aree in cui un tempo scorrevano fiumi sopra le cuciture di kimberlite, le persone setacciavano i diamanti dalla ghiaia. Diamanti sfusi utilizzati per comparire nei campi nel Midwest nel 1800; furono depositati lì dai ghiacciai. La maggior parte dei geologi ritiene che nuovi diamanti continuino a formarsi nel mantello terrestre, troppo profondo per essere raggiunto dai minatori.
La parola "diamante" deriva dall'antico adama greco, che significa invincibile. Le persone in India hanno estratto gemme di diamanti per oltre 2000 anni e i romani del I secolo hanno usato le pietre per scolpire i cammei. Nel corso dei secoli, i diamanti hanno acquisito una mistica come simboli di ricchezza e potere. Durante il XVI secolo, il Koh-i-Noor, un diamante da 109 carati della miniera di Kollur nell'India meridionale, fu forse l'oggetto più apprezzato del subcontinente indiano. La leggenda sosteneva che chiunque lo possedesse avrebbe governato il globo. "È così prezioso", ha osservato uno scrittore all'epoca, "che un giudice di diamanti lo ha valutato a metà delle spese giornaliere di tutto il mondo". La Gran Bretagna ottenne la pietra nel 1849 quando Lahore e Punjab entrarono a far parte dell'Impero britannico; il diamante ora si trova nella Torre di Londra, il fulcro di una corona realizzata per la regina Elisabetta nel 1937.
Eppure i diamanti sono semplicemente carbonio puro cristallizzato, proprio come lo zucchero candito è zucchero cristallizzato, una schiera ordinata di atomi o molecole. Un'altra forma di carbonio puro è la grafite, ma i suoi atomi sono tenuti insieme in fogli anziché fissati rigidamente in un cristallo, quindi il carbonio si distacca facilmente, diciamo, sulla punta di una matita. Grazie alla forza dei legami tra i suoi atomi di carbonio, il diamante ha proprietà fisiche eccezionali. Ovviamente è il materiale più difficile conosciuto e non reagisce chimicamente con altre sostanze. Inoltre, è completamente trasparente a molte lunghezze d'onda della luce, è un eccellente isolante elettrico e semiconduttore e può essere ottimizzato per contenere una carica elettrica.
È a causa di queste proprietà dichiaratamente non glamour che i diamanti prodotti in laboratorio hanno il potenziale per cambiare drasticamente la tecnologia, diventando forse significativi come l'acciaio o il silicio nell'elettronica e nel calcolo. Le pietre sono già utilizzate negli altoparlanti (la loro rigidità rende un tweeter eccellente), esfolianti cosmetici per la pelle (piccoli granelli di diamante fungono da bisturi molto affilati) e in utensili da taglio di alta gamma per granito e marmo (un diamante può tagliare qualsiasi altra sostanza ). Con una fornitura economica e pronta di diamanti, gli ingegneri sperano di fare di tutto, dai laser ad alta potenza alle reti elettriche più durevoli. Prevedono computer sottili come rasoi, cellulari delle dimensioni di un orologio da polso e dispositivi di registrazione digitale che ti permetterebbero di tenere migliaia di film nel palmo della tua mano. "Le persone associano la parola diamante a qualcosa di singolare, una pietra o una gemma", afferma Jim Davidson, professore di ingegneria elettrica alla Vanderbilt University nel Tennessee. "Ma la vera utilità sarà il fatto che è possibile depositare il diamante come strato, rendendo possibile la produzione di massa e avendo implicazioni per ogni tecnologia in elettronica."
Allo US Naval Research Lab, un complesso pesantemente sorvegliato appena a sud del Campidoglio degli Stati Uniti, James Butler guida il programma CVD. Indossa un anello da mignolo in oro che brilla con una gemma bianca, una verde e una rossa, tutte create o modificate in un laboratorio. "La tecnologia ora è in grado di far crescere un diamante più perfetto di quello che possiamo trovare in natura", afferma.
Butler, un chimico, estrae dalla sua scrivania una scatola di metallo che trabocca di diamanti. Alcuni sono piccoli, quadrati e giallastri; altri sono dischi rotondi e trasparenti. Rimuove un wafer delle dimensioni di un piattino da tè. Non è più spesso di una patatina fritta e brilla sotto la luce fluorescente. "È un diamante solido", dice. "Potresti usare qualcosa del genere come una finestra in una navetta spaziale."
I militari sono interessati ai diamanti coltivati in laboratorio per una serie di applicazioni, solo alcune delle quali Butler è disposta a discutere, come laser e rivestimenti antiusura. Poiché il diamante stesso non reagisce con altre sostanze, gli scienziati pensano che sia l'ideale per un rilevatore di armi biologiche, in cui una piccola piastra diamantata caricata elettricamente potrebbe contenere molecole di recettori che riconoscono particolari agenti patogeni come l'antrace; quando un agente patogeno si lega a un recettore, viene attivato un segnale. Butler, in collaborazione con il chimico della University of Wisconsin, Robert Hamers, ha prodotto un prototipo del sensore in grado di rilevare DNA o proteine.
Il diamante a cristallo singolo più grande mai cresciuto in un laboratorio è di circa 0, 7 pollici per 0, 2 pollici per 0, 2 pollici o 15 carati. La pietra non è sotto la guardia militare o in un luogo nascosto. È in una stanza affollata di calibri e microscopi, insieme alla strana bicicletta e al tamburo congo, in un campus verdeggiante circondato da Washington, il Rock Creek Park di Washington. Russell Hemley, direttore del Geophysical Lab della Carnegie Institution, ha iniziato a lavorare alla coltivazione di diamanti con CVD nel 1995. Estrae un diamante dai suoi cachi. Sarebbe difficile confondere questo diamante con qualcosa venduto a Tiffany. La pietra rettangolare sembra un grosso pezzo di vetro colorato.
Hemley e altri scienziati stanno usando i diamanti di laboratorio e naturali per capire cosa succede ai materiali ad altissima pressione, il tipo di pressione al centro della terra. Conduce esperimenti spremendo materiali in una "cella di incudine di diamanti", essenzialmente una morsa potente con diamanti su entrambe le punte.
Alcuni anni fa, Hemley ha creato uno dei diamanti più duri conosciuti. Lo fece crescere in laboratorio e poi lo mise in una fornace ad alta pressione e alta temperatura che cambiò la struttura atomica del diamante. La pietra era così dura da spezzare il misuratore di durezza di Hemley, che a sua volta era fatto di diamante. Utilizzando l'incudine a diamante super-duro, Hemley ha aumentato la quantità di pressione che può esercitare sui materiali nei suoi esperimenti fino a quattro milioni o cinque milioni di volte maggiore della pressione atmosferica a livello del mare.
"In condizioni estreme, il comportamento dei materiali è molto diverso", spiega. "La pressione rende tutti i materiali sottoposti a trasformazioni. Trasforma i gas in superconduttori, crea nuovi materiali super-duri. Puoi cambiare la natura degli elementi."
Ha scoperto, ad esempio, che sotto pressione, l'idrogeno gassoso si fonde con i cristalli di ferro. Hemley crede che l'idrogeno potrebbe costituire una parte del nucleo terrestre, che altrimenti è composto in gran parte da ferro e nichel. Ha studiato la sostanza idrogeno-ferro per comprendere la temperatura e la composizione del centro del nostro pianeta.
In un'altra sorprendente scoperta, Hemley ha scoperto che due batteri comuni, incluso il microrganismo intestinale E. coli, possono sopravvivere sotto una pressione colossale. Lui e i suoi colleghi hanno messo gli organismi in acqua e poi hanno rastrellato l'incudine di diamante. La soluzione acquosa si trasformò presto in una densa forma di ghiaccio. Tuttavia, circa l'1 percento dei batteri è sopravvissuto, con alcuni batteri che si sono addirittura mossi. Hemley afferma che le ricerche dimostrano che la vita così come la conosciamo potrebbe essere in grado di esistere su altri pianeti all'interno del nostro sistema solare, come sotto la crosta di una delle lune di Giove. "Può esserci vita negli oceani profondi dei satelliti esterni come Europa?" chiede Hemley. "Non lo so, ma potremmo voler guardare."
Hemley spera di superare presto il suo record per il più grande cristallo di diamante coltivato in laboratorio. Non è chiaro chi abbia prodotto il più grande diamante a cristalli multipli, ma una società chiamata Element Six può realizzare wafer larghi fino a otto pollici. Il più grande diamante estratto, chiamato diamante Cullinan, era più di 3.000 carati - circa 1.3 libbre - prima di essere tagliato. Il diamante più grande finora trovato nell'universo ha le dimensioni di un piccolo pianeta e si trova a 50 anni luce di distanza nella costellazione del Centaurus. Gli astronomi con il Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian hanno scoperto la pietra gigantesca alcuni anni fa e credono che il diamante largo 2.500 miglia un tempo fungesse da cuore di una stella. Sono dieci miliardi di miliardi di miliardi di carati. Gli astronomi la chiamarono Lucy in onore della canzone dei Beatles "Lucy in the Sky With Diamonds".
I diamanti naturali non sono particolarmente rari. Nel 2006, oltre 75.000 sterline sono state prodotte in tutto il mondo. Un diamante è un bene prezioso perché tutti pensano che sia un bene prezioso, l'equivalente geologico di un mazzo di rose rosse, elegante e seducente, un simbolo di romanticismo, ma alla fine piuttosto ordinario.
Il merito del moderno culto del diamante va principalmente a De Beers, con sede in Sudafrica, il più grande produttore mondiale di diamanti. Prima degli anni '40, gli anelli di diamanti venivano raramente dati come regali di fidanzamento. Ma le campagne di marketing di De Beers hanno stabilito l'idea che le gemme sono il segno supremo dell'amore e dell'affetto. Il loro slogan "A Diamond Is Forever", implementato per la prima volta nel 1948, è considerato una delle campagne pubblicitarie di maggior successo di tutti i tempi. Attraverso un controllo quasi totale dell'offerta, De Beers ha detenuto il potere quasi completo sul mercato dei diamanti per decenni, accumulando con cura le pietre preziose per mantenere alti i prezzi e i profitti. Mentre negli ultimi anni la società ha perso parte del proprio potere nei confronti di concorrenti in Canada e in Australia, controlla ancora quasi i due terzi dei diamanti grezzi del mondo.
I coltivatori di diamanti sono orgogliosi della sfida che pongono a De Beers e al resto dell'industria dei diamanti naturali. Lo slogan di Apollo è "Un diamante è per tutti". Finora, tuttavia, le gemme incolori di Apollo costano all'incirca le stesse delle pietre naturali, mentre i diamanti rosa, blu, champagne, moka e marrone della società vendono al dettaglio per circa il 15% in meno rispetto alle pietre naturali con tali colori, che sono molto rare e più costose di diamanti bianchi. Nel frattempo, i consumatori potrebbero essere ricettivi ai diamanti di alta qualità prodotti in laboratorio. Come la maggior parte delle miniere a cielo aperto, le miniere di diamanti causano erosione, inquinamento dell'acqua e perdita di habitat per la fauna selvatica. Ancora più preoccupante, i signori della guerra africani hanno usato la cache dei diamanti per acquistare armi e finanziare movimenti ribelli, come drammatizzato nel film Blood Diamond del 2006. L'attore Terrence Howard indossa una spilla con diamante con pietre Apollo. Ha detto ai giornalisti: "Nessuno è stato danneggiato nel processo di realizzazione".
Mezza dozzina di altre aziende hanno iniziato a produrre diamanti di qualità gemma utilizzando non CVD ma un processo che imita più da vicino il modo in cui i diamanti vengono creati sulla terra. Il metodo, sostanzialmente un miglioramento del modo in cui gli scienziati producono diamanti dagli anni '50, richiede un calore di oltre 2.000 gradi e una pressione 50 volte maggiore di quella sulla superficie della terra. (Sia il calore che la pressione sono più di quanto richiesto da CVD.) I dispositivi delle dimensioni della lavatrice non possono produrre pietre molto più grandi di sei carati. Questi diamanti HPHT - le iniziali indicano alta pressione e alta temperatura - contengono più azoto rispetto ai diamanti CVD; l'azoto trasforma i diamanti in ambra. Per ora, tuttavia, il processo ha un vantaggio significativo rispetto alla CVD: è meno costoso. Mentre un diamante naturale color ambra a un carato potrebbe essere venduto al dettaglio per $ 20.000 o più, il produttore con sede in Florida Gemesis vende una pietra a un carato per circa $ 6.000. Ma nessuno, compresa Gemesis, vuole vendere diamanti troppo a buon mercato per non far crollare il mercato.
I gemmologi che maneggiano strumenti di uso quotidiano raramente possono distinguere tra diamanti naturali e coltivati in laboratorio. (Diamanti falsi come la zirconia cubica sono facili da individuare.) De Beers vende due macchine che rilevano caratteristiche chimiche o strutturali che a volte variano tra i due tipi di pietre, ma nessuna delle due macchine è in grado di distinguere continuamente. Un altro modo per identificare un diamante prodotto in laboratorio è raffreddare la pietra in azoto liquido e quindi sparare un laser su di esso ed esaminare come la luce passa attraverso la pietra. Ma le attrezzature sono costose e il processo può richiedere ore.
I diamanti di Apollo e Gemesis, i due maggiori produttori, sono contrassegnati con un'insegna incisa a laser visibile con una lente di ingrandimento per gioielliere. L'anno scorso, il Gemological Institute of America, un gruppo di ricerca del settore, ha iniziato a classificare le pietre coltivate in laboratorio in base a carati, taglio, colore e chiarezza, proprio come per le pietre naturali, e fornisce un certificato per ogni gemma che lo identifica come laboratorio cresciuto.
Le compagnie minerarie di diamanti hanno reagito, sostenendo che tutto ciò che luccica non è diamante. Gli annunci di De Beers e i suoi siti Web insistono sul fatto che i diamanti dovrebbero essere naturali, non trasformati e vecchi di milioni di anni. "I diamanti sono oggetti rari e speciali con un valore intrinseco che non esiste nei sintetici prodotti in fabbrica", afferma la portavoce Lynette Gould. "Quando le persone vogliono celebrare una relazione unica, vogliono un diamante unico, non una pietra di tre giorni fabbricata in fabbrica". (De Beers ha un investimento in Element Six, la società che produce diamanti industriali sottili.)
Il Jewels Vigilance Committee (JVC), un gruppo commerciale, ha fatto pressioni sulla Federal Trade Commission per impedire ai produttori di diamanti di chiamare le loro pietre "coltivate", un termine usato per la maggior parte delle perle vendute oggi. (Le persone nel settore dei diamanti estratti usano termini meno lusinghieri come "sintetico".) La JVC ha presentato una petizione all'agenzia nel 2006, sostenendo che i consumatori sono spesso confusi dalla nomenclatura che circonda i diamanti coltivati in laboratorio.
Dall'inizio della sua ricerca con CVD più di 20 anni fa, Robert Linares sperava che i diamanti sarebbero diventati il futuro dell'elettronica. Al centro di quasi tutti i dispositivi elettrici c'è un semiconduttore, che trasmette elettricità solo in determinate condizioni. Negli ultimi 50 anni, i dispositivi sono stati realizzati quasi esclusivamente da silicio, una sostanza simile al metallo estratta dalla sabbia. Ha due svantaggi significativi, tuttavia: è fragile e si surriscalda. Al contrario, il diamante è robusto, non si rompe alle alte temperature e i suoi elettroni possono essere fatti per trasportare una corrente con interferenze minime. Al momento, il più grande ostacolo al superamento del silicio da parte del diamante sono i soldi. Il silicio è uno dei materiali più comuni sulla terra e l'infrastruttura per la produzione di chip di silicio è ben consolidata.
Apollo ha utilizzato i profitti delle sue pietre preziose per sostenere la sua incursione nel settore dei semiconduttori da $ 250 miliardi. La società ha una partnership che Bryant Linares rifiuta di confermare per produrre semiconduttori specializzati per gli scopi che rifiuta di discutere. Ma mi ha rivelato che Apollo sta iniziando a vendere wafer di diamante da un pollice. "Prevediamo che questi wafer iniziali verranno utilizzati per scopi di ricerca e sviluppo negli sforzi di sviluppo dei prodotti dei nostri clienti", afferma Linares.
Prima di lasciare il laboratorio Apollo, Robert e Bryant Linares mi portano in una stanza simile a un magazzino delle dimensioni di una palestra del liceo. È vuoto, ad eccezione dei grandi cavi elettrici che serpeggiano lungo il pavimento. Lo spazio sarà presto riempito con 30 macchine per la produzione di diamanti, dicono gli uomini, quasi raddoppiando la capacità di produzione di Apollo. Sarà la prima fabbrica di diamanti al mondo, dicono. "C'era un'età del rame e un'età dell'acciaio", dice Bryant. "Il prossimo sarà il diamante."
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Il fotografo Max Aguilera-Hellweg è specializzato in materie mediche e scientifiche.
