鉆石都能人工合成了黃金為啥不能？

最近，黃金價格開啟連漲模式，屢創(chuàng)新高。上海黃金交易所金價突破500元/克，國內(nèi)多家珠寶首飾店里的足金首飾最高更是已達(dá)655元/克。

面對漲勢洶洶的金價，一些人在發(fā)蒙：“心動要不要行動？”“該買還是該賣？”關(guān)于投資，不妄加評說。今天從礦物和材料的角度聊聊：黃金為啥有那么大的魅力？海洋中竟有大量黃金？下一個“金礦”就藏在手機(jī)里？能否人工合成黃金？

最受歡迎的“金屬之王”

黃金，是人類最早使用和最喜愛的金屬之一。

無論是貴重的裝飾品、生活器具，還是作為流通的貨幣，幾乎從人類發(fā)現(xiàn)它的那一刻起，黃金就成了大家競相爭奪的珍寶。它究竟有哪些與眾不同之處呢？

第一，黃金金光閃閃，還不會變色。

第二，黃金具有沉甸甸的手感，它的密度是19.32克/立方厘米，相當(dāng)于鐵的2.443倍。

第三，黃金具有極強(qiáng)的延展性和可鍛性，是所有金屬中最具可塑性的一種，可被抽成細(xì)絲或加工成薄片。1克黃金最長能被拉成長度為2500多米的細(xì)絲，也能被打造成萬分之一毫米厚、面積約0.47平方米的薄片。

第四，黃金具有很高的熔點(diǎn)（1064.43℃）、極強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性（僅次于銀和銅），同時也具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，抗氧化、抗腐蝕。

因此，黃金具有的非凡物理和化學(xué)性質(zhì)，使其具有了廣泛的用途。它是一種權(quán)力、財(cái)富和美麗的象征。人們總是喜歡用它來形容和贊美那些最美好的東西，比如“黃金時刻”“黃金時代”“黃金分割點(diǎn)”……

除了首飾，黃金還有什么用？

現(xiàn)如今，世界上約50%的黃金被用于珠寶行業(yè)，40%用于投資，另外10%用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

工業(yè)上的黃金主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品。精密的電子元件和集成電路要求具有很高的穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、耐熱性和抗氧化性，而黃金及其合金恰恰可以滿足這些要求，在手機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等諸多電子電器中都有少量的黃金。

黃金鍛造的薄片常被用于裝飾建筑或家具，既可起到美觀的效果，又可保護(hù)建筑和家具免被腐蝕，例如一些金光閃閃的宮殿、廟宇和高塔，頂部常常覆蓋著一層薄薄的金片。

故宮太和殿的外立面、檐口、斗拱、門窗等部位也都采用了貼金裝飾，使整個建筑顯得金碧輝煌，就連其中珍藏的一些古老的鐘表、玉器等文物和藝術(shù)品，很多也都采用了貼金裝飾，彰顯了皇家的尊貴和權(quán)威。

另外，黃金薄片能強(qiáng)烈地反射紅外光線，也就是說它可以有效地阻擋紅外熱輻射。根據(jù)這個性質(zhì)，人們制造了特殊的玻璃，在玻璃表面涂上黃金薄層，能夠在夏天里將太陽輻射反射回去，使室內(nèi)保持涼爽，而在冬天又使屋內(nèi)的熱量反射回來，保持室內(nèi)的溫暖。

宇航員所穿的太空服上有個頭盔面罩，上面也涂有一層非常薄的黃金薄膜，目的也是為了反射太空中的太陽輻射，保護(hù)宇航員的眼睛和皮膚。

黃金是如何形成的？

地球上的黃金究竟是從哪里來的？簡單地說，黃金來自地球形成和演化過程中的地質(zhì)作用。最初的黃金來自宇宙中的恒星核融合，然后通過地球的形成和演化過程，逐漸聚集到地球內(nèi)部，并經(jīng)過地質(zhì)作用被帶到地表形成金礦。

黃金很少與其他物質(zhì)形成化合物，在地球上主要是以天然形式存在的，稱為自然金。黃金有時候也與硫化物礦物共生，如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等。在這些礦物中，黃金以微小的顆粒或固溶體的形式存在。

自然金的顏色和粉末的顏色均為閃亮的金黃色，但這種礦物中時常會含有少量的銀和微量的銅，隨著銀含量的不斷增加，顏色會逐漸變?yōu)榈S色，若銀的含量超過15%，就變成了“銀金礦”。

如果按照形成原因的不同進(jìn)行劃分，自然金可分為兩種：脈金和砂金。

脈金形成于巖脈中，主要是中、低溫?zé)嵋撼梢虻暮鹗⒚}礦床。當(dāng)?shù)V石含有天然金時，金會以粒狀或微觀粒子狀態(tài)藏在巖石中，這種礦床中除了自然金之外，還常見黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等其他多種礦物。

例如，南非的薩烏卡金礦，開采深度已經(jīng)達(dá)到地下4000米，是世界上最深的礦井之一，礦工從地面到達(dá)井下就需要一個多小時。

另一種自然金是砂金。由于黃金對化學(xué)風(fēng)化具有較強(qiáng)的抵抗能力，在外界溫度變化、流水侵蝕等物理風(fēng)化作用下巖石變得破碎，原本存在于巖石中的細(xì)小金子顆粒就保留在土壤層中，或是隨著流水被沖向遠(yuǎn)方，沉淀在河床底部的低洼處或海洋淺灘處，于是就形成了砂金。

砂金在長時間的流水沖積作用下可以距離原生礦床很遠(yuǎn)，礦層的延長范圍很大，但它埋藏淺、密度大、顆粒小，可以用簡單的淘洗工具淘取。

唐代著名文學(xué)家劉禹錫在《浪淘沙》中生動描繪了婦女淘金的情景，用勞動人民辛苦的勞動反襯出黃金的來之不易。

海洋中有大量黃金？

現(xiàn)如今，中國、澳大利亞、美國、俄羅斯、秘魯和南非等是主要的黃金生產(chǎn)國。根據(jù)2024年1月31日世界黃金協(xié)會發(fā)布的《全球黃金需求趨勢報告》顯示，2023年金礦產(chǎn)量為3644噸，但黃金需求為4448噸。這也就意味著，盡管產(chǎn)量在不斷增長，但仍然是供不應(yīng)求。

為了獲取更多的黃金，人們想盡了各種辦法。

海洋學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在廣闊的海洋中儲存著大量的黃金，每立方千米海水中就含有5噸黃金。但是，如何提取它們是一個令人頭疼的問題。

海洋學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，其實(shí)在廣闊的海洋中儲存著大量的黃金，每立方千米海水中就含有5噸黃金。但是，如何提取它們是一個令人頭疼的問題。

在第一次世界大戰(zhàn)之后，德國有位科學(xué)家突發(fā)奇想，試圖從海水中提取黃金以解決德國的經(jīng)濟(jì)困難，他采取了約4000份水樣進(jìn)行化驗(yàn)和提取試驗(yàn)，最終仍以失敗告終，證明從海水中提取黃金不具備商業(yè)上的可行性。提取黃金的成本遠(yuǎn)比黃金本身要貴得多。

但是在19世紀(jì)90年代和20世紀(jì)初，美國和英國又分別有人宣稱成功地從海水中提取了黃金，后來被證實(shí)這只不過是詐騙案而已。

下一個“金礦”在手機(jī)里？

目前，人們獲取黃金的主要方法除了開采金礦之外，還有一種比較靠譜的辦法是回收提純，即所謂的再生金。它是通過回收提純已有黃金制品得到的，在全球黃金供給中已經(jīng)占據(jù)了相當(dāng)大的比例。

據(jù)估算，平均每個手機(jī)中就含有大約50毫克的黃金，而全球每年生產(chǎn)的手機(jī)超過10億部，而平均每部手機(jī)的壽命僅為兩年左右，如果能夠回收利用這些手機(jī)，其中的黃金可真是一筆不小的財(cái)富。

相關(guān)機(jī)構(gòu)研究的數(shù)據(jù)顯示，我國平均每年產(chǎn)生4億部以上廢舊手機(jī)，廢舊手機(jī)存量超過20億部。而廢棄的手機(jī)只有約5%能夠進(jìn)入專業(yè)的廢舊手機(jī)回收平臺、以舊換新等活動等回收渠道。從這些廢舊手機(jī)里面，每噸就可以提煉約200克黃金。

在日本，人們更是形象地稱這種廢舊電子產(chǎn)品回收和提煉為“城市礦山運(yùn)動”，從每噸廢舊手機(jī)里能夠回收約280克黃金，此外還有相當(dāng)可觀的銀、銅等其他金屬。因此，有人滿懷信心地說：“下一個金礦就隱藏在手機(jī)里。”

能否人工合成黃金？

雖然科學(xué)家們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中成功合成了許多元素，但人工合成黃金仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

根據(jù)現(xiàn)有知識，通過核聚變過程理論上可以產(chǎn)生黃金。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，科學(xué)家們可以使用粒子加速器等設(shè)備，通過原子核對撞的方法生成金子。

但這個過程涉及原子核的變化，需要極高的能量和復(fù)雜的設(shè)備，模擬宇宙中極端的高溫高壓環(huán)境。但目前人類掌握的核技術(shù)還無法用來合成金這樣的重元素。即便實(shí)驗(yàn)成功，但它成本高昂，且產(chǎn)生的黃金量微乎其微，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足商業(yè)需求。因此，由于技術(shù)限制和成本限制，目前“人造黃金”的夢想在現(xiàn)實(shí)中還并不可行。

◎ 來源|博物