다이아몬드와 흑연은 둘 다 탄소(C) 원자로만 이루어져 있다. 최고의 보석으로 사랑받는 다이아몬드는 현재까지 가장 단단한 천연 광물이다. 그러나 흑연은 다이아몬드처럼 투명하지도 단단하지도 않다. 오히려 흑연은 무른 성질이 있어 연필심으로 많이 쓰인다. 다이아몬드와 흑연의 운명은 그 구성 원자인 탄소 원자의 배열에서 찾아볼 수 있다. 1개의 탄소 원자는 4개의 다른 원자와 결합할 수 있다. 다이아몬드 내의 모든 탄소 원자는 다른 4개의 탄소 원자들과 결합하여 단단하고 치밀한 구조를 이루는 반면, 흑연은 이보다 약한 결합을 이룬다. 천연 다이아몬드는 지구 내부에 있는 흑연으로부터 만들어진다. 지각 하부의 매우 높은 열과 압력에 의해 흑연을 구성하는 탄소의 결합 구조가 바뀌어 다이아몬드를 만드는 것이다. 이런 생성 과정에 착안하여 흑연으로 인조 다이아몬드를 만들어 내려는 노력들도 있었다. 그러나 수천 ℃의 고온과 수만 기압의 고압 상태에서 촉매를 사용해야 하기 때문에 비용이 많이 든다. 또 이때 만들어지는 인조 다이아몬드는 그 크기가 매우 작은 미립 결정이 대부분이다.

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