▲제너럴 일렉트릭 (GE) 로고
1941년에 다이아몬드 합성에 관한 새로운 기법개발을 목표로 제너럴 일렉트릭 (GE) 사와 노턴 사, 카보 런덤 사의 3 사가 합동으로 연구를 시작했습니다. 연구결과 몇 초 동안 3.5 G Pa 의 압력 하에서 3000 ° C까지 탄소를 가열시키는 데 성공했지만, 얼마안가 제 2 차 세계 대전이 발발해 계획을 중단하지 않을 수 없게 됩니다. 종전 후인 1951 년에 뉴욕의 스케넥터디 연구소에서 연구가 재개되고 트레이시 홀이 주도하는 고압 합성 다이아몬드 연구팀이 결성되었습니다.
▲퍼시 브리지맨(1882~1961)
1946 년에 노벨 물리학상을 수상한 바 있는 퍼시 브리지맨이 연구팀에 참여하면서 다이아몬드 합성법을 대폭 개선및 재설계시키게 됩니다.
▲텅스텐 카바이드 분자 구조
▲텅스텐 카바이드
GE는 텅스텐 카바이드 제 모루를 이용하여 가톨릭 나이트 용기에 넣은 시료에 압력을 가하는 방법을 사용했는데요 공교롭게도 그 방법으로 다이아몬드가 합성되었지만, 재현성은 얻을 수 없었다고 합니다. 나중에 그 다이아몬드의 결정 핵으로 사용 된것이 천연 다이아몬드로 밝혀졌다고 하는군요.
▲벨트 프레스형 모루(1980년대 고베 스틸에서 제작)
드디어 1954 년 12 월 16 일에 트레이시 홀은 벨트 프레스형 모루를 이용하여 첫번째 상업적인 인공 합성 다이아몬드가 완성되었고, 1955 년 2 월 15 일 에 공표되었습니다. 이 벨트 프레스형 모루 내에서 온도 2000 ° C 이상, 압력 10GPa 이상 상태를 일으켜 용융 된 니켈 · 코발트 · 철에 용해 된 흑연을 파이로필(납석) 용기에 넣어 사용합니다. 용융 금속은 "촉매"와 같은 역할을 하고 흑연을 녹이는 작용 뿐만 아니라 다이아몬드로 변화시키는 작용을 촉진시켜줍니다.
이렇게 합성한 다이아몬드는 최대 직경 0.15mm로 너무 크기가 작아 보석으로서는 불완전한 것이었지만, 산업용 연마재로 이용할 수 있었습니다. 트레이시 홀의 동료들도 다이아몬드를 합성하는 데 성공하고 연구 결과를 과학 전문지 네이처 에 게재했습니다. 트레이시 홀은 연구를 통해 재현 · 증명 가능한 다이아몬드 합성을 이루어냈고 제대로된 합성 방식을 만들어낸 인물로 평가 받고 있습니다. 그는 1955 년에 GE를 퇴사했고 3 년 후 새로운 다이아몬드 합성 용 모루를 개발하는등 지금까지의 인공 합성 다이아몬드의 연구 성과들로 인해 미국화학 학회상을 수상한 바 있습니다.
