내가 보는 이 다이아몬드, 진짜일까? 가짜일까?

가장 널리 알려진 유사석, 큐빅 지르코니아
감별을 위해선 감정원에서 감정을 받는 것이 최선

진짜 혹은 가짜
다이아몬드는 크게 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드로 나뉜다. 천연 다이아몬드는 자연에서 채광되는 다이아몬드로, 보통 다이아몬드라고 하면 이것을 가리킨다. 합성 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 구성 성분이나 결정 구조, 광학적 및 물리적 성질이 모두 동일하나 실험실에서 제작된 다이아몬드를 뜻한다. 합성 다이아몬드는 다른 합성석과 다르게 시장 규모가 압도적으로 크며 제작 기술 또한 나날이 발전하고 있다. 

그렇다면 영화에서 나온 모조 다이아몬드는 어떤 물질로 만들어졌을까. 영화에서 나온 모조 다이아몬드는 다이아몬드 유사석 중 하나인 큐빅 지르코니아를 이용해 만들어졌다. 다이아몬드 유사석은 천연 다이아몬드를 모방한 전혀 다른 물질로, 보석이 아니다. 미래보석감정원 구창식 원장은 “다이아몬드를 대체하기 위해 사용되는 물질은 모두 다이아몬드 유사석”이라며 “결정 구조를 가지지 않는 유리나 플라스틱 또한 다이아몬드 유사석이 될 수 있다”고 다이아몬드 유사석의 종류가 다양함을 시사했다.

가짜지만 진짜 같은 다이아몬드 유사석
큐빅 지르코니아는 가장 세계적인 다이아몬드 유사석으로 흔히 ‘큐빅’이라 불린다. 큐빅 지르코니아는 산화지르코늄 원석을 사용해 만든다. 산화지르코늄은 고온에서는 다이아몬드처럼 등축정계의 결정구조를 가지다 식으면 다른 결정구조로 바뀌는 특성이 있다. 따라서 큐빅 지르코니아를 만들 때는 산화지르코늄을 먼저 녹여야 한다. 산화지르코늄은 녹는점이 2750℃로 매우 높아 녹일 때 강한 고주파의 전자기장을 이용한다. 이를 위해 고주파 코일이 감긴 가열 장치가 쓰인다. 산화지르코늄을 녹인 후에는 등축정계 구조를 유지하기 위해 산화칼슘과 산화이트륨 등의 안정제를 첨가해 안정화한다. 이렇게 만들어진 큐빅 지르코니아는 다이아몬드의 외형과 광채와 매우 유사하다. 다만 구 원장은 “큐빅은 실제 다이아몬드보다 경도가 현저히 낮아 흠집이 나기 쉽고 오래 놔두면 변질되기도 한다”고 말했다.

가장 다이아몬드를 잘 흉내 낼 수 있다고 여겨지는 다이아몬드 유사석은 모이사나이트다. 모이사나이트는 탄화규소로 이뤄진 결정체이며 큐빅보다 더 다이아몬드에 가까운 경도와 굴절률을 보여 귀금속 분야에서 모조 다이아몬드로 많이 사용된다. 모이사나이트는 다이아몬드와 열전도율이 비슷해 이를 이용한 다이아몬드 감별기로는 구분할 수 없다. 그러나 모이사나이트는 다이아몬드보다 현란한 광채를 가지고 있다. 또한 굴절 광선이 하나밖에 없는 다이아몬드와 달리 복굴절해 분광기를 이용해 구분할 수 있다.

인간이 만들어낸 다이아몬드
오늘날 합성 다이아몬드 제작 기술의 경우 점점 발전해 거의 천연 다이아몬드와 구분하기 어려운 수준에 이르렀다. 현재 알려진 합성 다이아몬드 제작 기술에는 고온고압법(HPHT)과 화학기상증착법(CVD)이 있다. 고온고압법은 천연 다이아몬드가 만들어지는 고온·고압의 환경을 인위적으로 만드는 방법이다. 흑연 파우더와 금속 용매를 투입한 후 고온·고압의 환경을 만들어주면 파우더가 다이아몬드 종자에 조금씩 흡착되며 성장한다. 화학기상증착법은 다이아몬드의 주성분인 탄소를 메탄으로부터 추출하는 방식이다. 납작한 형태의 다이아몬드 종자 위에 추출된 탄소 원자가 막처럼 층층이 쌓이며 다이아몬드가 성장한다. 화학기상증착법은 고온고압법보다 다이아몬드를 성장시키는 속도가 빨라 더 많은 다이아몬드를 만들 수 있다.

무엇이 진짜일까?
천연 다이아몬드와 다이아몬드 유사석은 보석학적 성질을 이용해 쉽게 구분이 가능하다. 구 원장은 “천연 다이아몬드와 큐빅 지르코니아는 숙련된 전문가라면 육안으로도 감별할 수 있다”며 “그럼에도 혹시 모를 실수를 대비해 볼록렌즈를 사용한 작업용 확대경인 루페를 이용해 꼼꼼히 확인한다”고 답했다. 실제로 영화에서도 루페를 사용해 점검하며 다이아몬드 목걸이가 가짜임을 알게 된다. 

그렇다면 합성 다이아몬드를 이용해 다이아몬드 목걸이 복제품을 만들었다면 들키지 않았을까. 합성 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 거의 같아 육안으로는 감별할 수 없으며 보석 현미경 등 전통적인 보석 감정 장비로도 감별이 어렵다. 그러나 최근 개발된 다양한 합성 다이아몬드 감별 기기를 이용하면 이를 구분할 수 있다. 먼저 적외선 분광분석을 통해 일차적으로 합성으로 의심되는 다이아몬드를 선별한다. 이후 그 다이아몬드에 자외선을 쬐어 다이아몬드 결정이 어떻게 형성됐는지를 분석해 최종적으로 천연과 합성을 판별한다. 혹은 레이저로 다이아몬드의 발광 스펙트럼을 분석해 최종적으로 천연과 합성을 구분할 수도 있다.

일반인이 할 수 있는 천연과 합성, 모조 다이아몬드의 구분법은 존재하지 않는다. 흔히 알려진 선을 긋고 그 위에 다이아몬드 올리기, 다이아몬드 표면에 입김 불기 등의 구분법은 부정확하다. 구 원장은 “감정원에도 천연 다이아몬드가 아닌 다이아몬드를 가져와 감정 의뢰를 하는 고객이 많다”며 “감정원에 가져와 정확한 감정을 받는 것이 최선”이라고 당부했다.