Існує кілька категорій алмазів, які умовно можна назвати чорними. Це і темна непрозора алмазна крихта - так званий «борт», і що володіють радіально-променистою будовою темно-сірі «баллас», які також називають «алмазами Кунца». До цієї групи можна віднести і непрозорий фрамезіт, який утворює щільні дрібнозернисті маси.
У ювелірній справі зазвичай використовуються чорні «алмази піку». Так називають звичайні монокристалічні алмази з великою кількістю структурних домішок і включень самородного заліза і сульфідів, які і надають цим каменям темно-сіру або чорну забарвлення. Подібні чорні алмази з Саха-Якутії, насичені включеннями магнетиту отримали назву «Якутія».
Але все-таки найчастіше, чорним алмазом називають карбонадо, який відрізняється від інших темно-сірих і чорних алмазів полікристалічної структурою і пористою будовою.
Завдяки своїм незвичайним властивостям, цей камінь став прообразом «сверхалмаза» майбутнього, який вчені вже не одне десятиліття намагаються синтезувати, перевершивши саму природу. Адже цінність алмазів визначається не тільки чудовим блискучим блиском діамантів . Істинний потенціал цих унікальних каменів ще далеко не изведан.
В останні роки чорні алмази стають все більш популярними. Не в останню чергу це пояснюється тим, що їх досить широко рекламують деякі знамениті ювелірні компанії. Це прибутковий бізнес. Адже ще зовсім недавно переважна більшість так званих «чорних алмазів» зараховували до відходів (борт) і коштували вони в порівнянні з безбарвними і кольоровими алмазами просто копійки. І в наші дні фактична ціна на чорні алмази становить менше 5% від вартості безбарвних.
У ювелірних виробах зазвичай використовуються низькосортні чорні алмази (яких в природі переважна більшість), чия забарвлення посилена опроміненням. Вони нерідко мають залишкової радіоактивністю, а їх колір нестійкий до нагрівання. Такі камені часто мають зеленуватий відтінок. До чорних алмазів також відносять синтезовані технічні алмази, в яких присутні включення металів-каталізаторів.
Що стосується справжніх алмазів карбонадо, то в ювелірних прикрасах вони не використовуються. Через полікристалічної структури, пористого будови, а також надвисокої твердості обробляти їх практично неможливо.
Зовні карбонадо не виробляють великого враження. Вони виглядають, як прості обпалені камені. Їх виявили поки тільки в Бразилії і Центральній Африці. Але ці, невибагливого виду зразки є справжнісінькими алмазами, але тільки алмазами незвичайними. Їх назвали за зовнішню схожість зі звичайним вугіллям (лат. Carbo - вугілля).
Ці загадкові камені відомі людям не одне століття. Найбільшими алмазами карбонадо є знайдені в Бразилії «Серджіо» (3167 карат) і «Ослиная голова» (близько 2000 карат). Зараз відомо, що карбонадо містять у вигляді включень: самородне залізо, аморфний вуглець, а також срібло і мідь. Але як вони утворилися, з точністю до сих пір не може відповісти ніхто. Характеристики карбонадо багато в чому не збігаються з такими у звичайних монокристалічних алмазів.
Існує ряд гіпотез про походження карбонадо. З них найбільш правдоподібною здається версія про їх неземне походження. Адже алмази знаходять не тільки в кімберлітових трубках , Але і в метеоритах, а також імпактітах - гірських породах, потерпілих значні зміни в результаті падіння великих болідів.
Як відомо, звичайні алмази утворюються з звичайного вуглецю, що змінює свою кристалічну структуру при дуже високій температурі (близько 1500 ° C) і величезний тиск. Але формуються вони не в кімберлітах. Ця вулканічна гірська порода є всього лише їх провідником, - з колосальною двухсоткілометровой глибини на земну поверхню.
У земної мантії, під впливом колосального тиску вуглець спресовується в єдиний дуже щільний кристал. Зовсім інша справа - карбонадо, поцяткований зсередини порожнечами, яких у мінералу утвореного при величезному тиску, практично не існує. При цих умовах тріщини завжди чимось заповнюються, а у чорних алмазів карбонадо вони нічим не заповнені.
До того ж на відміну від звичайних алмазів, що складаються з одного кристала, карбонадо складаються з мільйонів кристалів, пов'язаних воєдино. Тому вчені прийшли до висновку, що ці чорні алмази утворюються зовсім по-іншому і очевидно, процес їх кристалізації проходить при досить низькому тиску. Родовища карбонадо поодинокі і при цьому досить компактні, що теж є вагомим аргументом на користь теорії про їх неземне походження.
Найбільш поширена гіпотеза: карбонадо народилися під час вибуху «наднової». В цьому випадку їх унікальну будову пояснюється тим, що вони утворилися в космічному вакуумі. Після колосального вибуху розпечені кристали вуглецю спікається один з одним, утворюючи єдиний алмаз. При цьому частки інших мінералів опинилися всередині, чим і пояснюється чорний колір цих каменів. А на Землю їх доставили великі метеорити.
Карбонад дивують не тільки своїми великими розмірами. Завдяки полікристалічної структурі ці чорні алмази значно твердіше звичайних. Їх практично неможливо розпиляти, розрізати, обробити будь-яким іншим способом. Адже у звичайного «незламного» алмазу насправді існує безліч слабкостей. Він найкраще розділиться там, де його кристалічні зв'язку найбільш слабкі, що дозволяє огранщикам ідеально розколоти алмаз , Знайшовши цю природну площину.
Це слабка сторона всіх монокристалічних алмазів. Тому їх важко використовувати в області високих технологій. Але копіюючи полікристалічну структуру карбонадо, вченим вдалося домогтися багато чого.
При звичайному синтезі алмазів імітуються природні умови їх земного освіти. Теорія походження чорного алмаза карбонадо в міжзоряному вакуумі дала ще один, принципово новий спосіб виробництва штучних алмазів - без високих тисків. При цьому методі космічний вакуум імітується в лабораторії. Процес синтезу, відомий як хімічне осадження з газової фази, полягає в наступному.
Крихітний алмаз поміщають у вакуумну камеру; при температурі близько 2000 ° С в неї надходять метан (CH4) і водень. Їх піддають мікрохвильового випромінювання, під впливом якого з метану вивільняються атоми вуглецю, які осідають на алмазі. В результаті він починає зростати.
Подібним чином вдається виростити не тільки поодинокі кристали. Наприклад, береться звичайна кремнієва пластина, на яку наноситься найтонший шар алмазної пилу. Її поміщають в подібну вакуумну камеру. У процесі росту кристали зростаються один з одним, утворюючи великий єдиний алмаз.
В результаті цього методу вдалося отримати абсолютно новий тип алмазів - вони набагато міцніше і крупніше, ніж створені коли-небудь раніше. І їх можна вирощувати в вільної полікристалічної формі, що не зустрічається в земній природі.
Звичайно, до впровадження цієї технології в масове виробництво ще далеко. Але то що люди навчилися за лічені дні створювати те, на що у природи йдуть мільярди років, - вже реальність. Причому виготовлені в лабораторії алмази багато в чому перевершують натуральні. У перспективі, заміна звичного кремнію таким досконалим матеріалом як алмаз обіцяє революційні зміни в області електроніки і нанотехнологій. Адже виготовлений таким методом алмазний напівпровідник, будучи в сотні разів більше тонким ніж людська волосина, за міцністю не поступиться міцному залізному цвяху.