論馬里亞納海溝出產(chǎn)鉆石的鑒定依據(jù)

——－由探討細菌3D打印技術(shù)到鉆石合成技術(shù)

今天聽了一篇得到的《硬科技報告》，開了一個小小的腦洞，分享一下，不喜望噴！

今天我們大部分人的生活，已經(jīng)完全被各種充滿確定性的事情包圍起來了，從鋼筋混凝土的城市建筑，到我們寫下的文字，傳授的定理定律，再到平時使用的計算機，以往很多的技術(shù)進步，都好像把我們和充滿感動的好奇心的距離越拉越遠。

今天看到硬科技報道中提到，美國南加州大學的科學家利用細菌制造出高強度、高韌性材料的事情，讓人有腦洞一松的感覺。

2月19號，美國南加州大學的研究人員在《先進材料》雜志上介紹了一項很有創(chuàng)意的研究。他們利用細菌和3D打印技術(shù)，制造出了一種擁有生命的材料，這種材料不僅強度和韌性比肩很多現(xiàn)有的人工復合材料，而且會隨著時間的推移越長越結(jié)實，而且據(jù)說還會變大，在受到破壞之后還能進行自我修復。

看到這篇文章，小編不禁開了一個小小的腦洞，那就是在馬里亞納海溝里是不是有天然鉆石礦藏呢？還有，細菌和3D打印技術(shù)能不能用于合成鉆石技術(shù)呢？

聽到這里，我想很多同學一定會吐槽，細菌和3D打印這兩個看起來完全不沾邊的概念，腦洞從哪里開就和馬里亞納海溝里的鉆石搭上關(guān)系了？還合成鉆石呢，小編騙眼球太沒底線了吧！

別急，小編給你找證據(jù)！

首先，美國的這個技術(shù)具體的過程是這樣的：研究人員先是用3D打印技術(shù)制造了一個柔軟的立體網(wǎng)格作為材料的腳手架，然后讓一種叫做“巴氏桿菌”的細菌像建筑工人一樣附著在這個腳手架上，這種細菌有一個重要的特點，那就是它能夠在研究人員特制的培養(yǎng)液里面進行化學反應，不停地產(chǎn)生碳酸鈣。

說到碳酸鈣我們應該會感到很熟悉，它是一種地球上非常常見的、很堅硬的材料，像是石灰?guī)r、大理石，甚至一些動物外骨骼的主要成分都是它。

聽到這里你可能就明白了，這種用細菌+3D打印制造新材料的技術(shù)。本質(zhì)上就是讓細菌工人在3D打印的腳手架上不停地堆積碳酸鈣，像建筑工人砌墻一樣，逐漸填滿整個框架結(jié)構(gòu)的過程。

文稿中放了一張論文中這個材料不斷生長的照片。從圖片中你能看到這種材料從一開始像蜂窩一樣的形狀，逐漸生長成了一塊灰白色的方磚的樣子。這個研究中，研究人員經(jīng)過大量的前期探索之后，最終從自然界里一種螳螂蝦的鉗子上找到了設(shè)計靈感，是因為鉗子外殼的材料，有一種特殊的微觀結(jié)構(gòu)。具體來說，這是一種用蛋白質(zhì)纖維和碳酸鈣共同編織而成的螺旋狀網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。其中的蛋白質(zhì)纖維，就如同微小的鋼筋，用來增加材料的韌性，而碳酸鈣就如同是微小混硬土塊，用來提升結(jié)構(gòu)強度。兩者用精細的網(wǎng)格編織起來，就如同一種微觀尺度上的鋼筋水泥材料。但是，這種微觀尺度的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，通過傳統(tǒng)的材料合成工藝，是很難制作出來的，于是，研究人員最終選擇了一開始我們提到的這種細菌工人加3D打印腳手架的技術(shù)思路，這種螺旋網(wǎng)格結(jié)構(gòu)擁有超強的吸收外部沖擊的能力，超過了包括石墨烯聚合物在內(nèi)的大部分人造復合材料，除此之外更重要的是，這些細菌工人在材料完成之后的相當長的時間里，還會繼續(xù)保持活性，也就是說，萬一這種新材料真的在使用過程中被碰壞了，我們有可能利用細菌的自然生長，讓材料自我修復。

各位珠寶行業(yè)的老鐵們，看到這里感覺到激動了嗎？大家不妨松一下腦洞，感受一下腦蟲出洞的感覺。

這項研究重要的意義不僅僅是證明了一種新的鉆石合成思路，也就是利用微生物和現(xiàn)有的材料加工技術(shù)相結(jié)合的這種方式，同時，從合成技術(shù)反推自然環(huán)境，甚至多了一個自然界鉆石礦藏的可能性！

對，沒錯，我說的可能的鉆石礦藏就是馬里亞納海溝！

馬里亞納海溝是板塊俯沖地帶，海底地質(zhì)運動非?；钴S，海山火山巖的物質(zhì)組成及成因等讓不少海洋地質(zhì)科學家感興趣，海溝底部高達1100個大氣壓的巨大壓強，通常溫度只有2℃（極少數(shù)海底受地熱的影響水溫可高達380℃）。

2019年5月28日，中國遠洋綜合科考船“科學”號科考隊員在馬里亞納海溝南側(cè)海山發(fā)現(xiàn)了近10片五彩斑斕的珊瑚林。林內(nèi)各種珊瑚和柱星螅等集聚生長，猶如“海底花園”一般，實屬罕見。

2011年1月，一個國際科研團隊在對馬里亞納海溝的考察中發(fā)現(xiàn)那里儲存著大量碳，這不僅意味著海溝在調(diào)節(jié)地球環(huán)境方面的作用比人們之前認識的更為重要，而且對珠寶老鐵們意味著這里為鉆石的出產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。馬里亞納海溝就像是個沉淀物收集器，被海溝里細菌轉(zhuǎn)化的碳的量比6000米深的海底平原上的碳含量高，研究人員以前沒意識到深海里還有這么一個二氧化碳收集槽。

說到這里，如果從這篇科技報到延伸開來去想，馬里亞納海溝出產(chǎn)鉆石的三大主角悉數(shù)出場，細菌，碳，壓強環(huán)境，至于鉆石的結(jié)構(gòu)本來就寫在碳元素的基因里了，橘生淮南則為橘，這一點大概可能也許不用擔心吧！至于環(huán)境，CVD化學氣相沉積法已經(jīng)比高溫高壓生成鉆石更進了一步，有了細菌小工人的辛勤勞動，能改變一下不？

至于，為什么要生成鉆石呢？不能是石墨嗎，或者別的含碳礦物？我想，只要環(huán)境足夠惡劣，用仙俠小說的思路來說，大淵之中必有異寶，鉆石大概也許必是首選！

為什么呢？咱們用蘇格拉底的哲學來歸納一下鉆石這種材料吧！蘇格拉底說:認識事物就要認識事物發(fā)生的動機。那么命名事物也可以用這個動機來命名它吧！從這點而言，鉆石其實就是以碳為媒介的高能環(huán)境的能量儲存礦物！這個命名可以參考鉆石HTHP和CVD合成技術(shù)的條件做少許佐證，同樣可以參考能量守恒定律。

說了這么多，如果有一天你看到一顆馬里亞納海溝出產(chǎn)的鉆石，別超級意外呦！說不定這個鉆石越戴越大也說不定呢！

那么，馬里亞納海溝出產(chǎn)的鉆石或者細菌結(jié)合3D打印技術(shù)合成的鉆石有哪些鑒定思路呢？我想利用傅里葉紅外光譜儀判斷蛋白質(zhì)的存在與否同時結(jié)合鉆石觀測儀判斷生長區(qū)是否具有過分規(guī)則來鑒定也許是一個思路吧。歡迎同行們留言區(qū)探討！至于可行性等到馬里亞納海溝找到鉆石一測便知！

這是小編根據(jù)這項研究，結(jié)合珠寶行業(yè)開的腦洞，接下來緊一緊腦洞午飯了！別忘了留言區(qū)探討鑒定方法，蛋白質(zhì)的存在肯定會增強韌性，說不定也是鑒定依據(jù)之一！