พลอยสังเคราะห์และพลอยเลียนแบบ

เพชรถูกปลูกด้วยสองเส้นทาง การปลูกแบบ ความดันสูงอุณหภูมิสูง (HPHT) เลียนสภาวะในชั้นเนื้อโลก คาร์บอนกับเมล็ดเพชรเล็กๆ วางอยู่ในตัวทำละลายโลหะหลอมเหลว ซึ่งมักเป็นเหล็ก นิกเกิลหรือโคบอลต์ ภายในเครื่องอัดแบบสายพาน แบบลูกบาศก์หรือแบบทรงกลมผ่าซีก การปลูกเกรดอัญมณีทำที่ราว 5–6 GPa และ 1,300–1,600 °C ที่ General Electric นั้น Tracy Hall สังเคราะห์ได้สำเร็จอย่างทำซ้ำได้เมื่อ 16 ธันวาคม 1954 ด้วยเครื่องอัดสายพานที่ใช้แกรไฟต์กับตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กซัลไฟด์ที่ราว 7 GPa และ 1,600 °C และทีมตีพิมพ์ใน Nature ในปี 1955 นักวิจัยของบริษัท ASEA ในสวีเดนทำเพชรได้ตั้งแต่ปี 1953 แต่ไม่ได้รายงานไว้ในตอนนั้น เครดิตของการสังเคราะห์ครั้งแรกจึงยังเป็นที่ถกเถียง ต่อมา Herbert Strong และ Robert Wentorf แห่ง General Electric ปลูกผลึกคุณภาพอัญมณีใหญ่ถึง 6 mm ได้ โดยใช้เวลาหลายวัน

การพอกพูนด้วยไอเคมี (CVD) สร้างเพชรขึ้นจากแก๊ส ไฮโดรเจนที่มีไฮโดรคาร์บอนปนอยู่เล็กน้อย โดยทั่วไปมีมีเทนต่ำกว่า 10% ถูกกระตุ้นให้เป็นพลาสมาที่ราว 20–500 mbar และคาร์บอนจะเกาะลงทีละชั้นบนแผ่นเมล็ดซึ่งรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 600–1,200 °C ผลึก CVD มักโตออกมาสีออกน้ำตาลและมักถูกนำไปปรับปรุงด้วย HPHT หลังการปลูก

ทั้งสองเส้นทางให้เพชรจริง ตั้งแต่กรกฎาคม 2019 GIA ออกใบรายงาน Laboratory-Grown Diamond Report ซึ่งระบุวิธีการปลูกไว้ด้วย

สี่วิธีผลิตพลอยสีสังเคราะห์แทบทั้งหมด การหลอมด้วยเปลวไฟ ซึ่งนักเคมีชาวฝรั่งเศส Auguste Verneuil ประกาศในปี 1902 ปล่อยผงอะลูมิเนียมออกไซด์ผสมสารให้สีผ่านเปลวไฟออกซิเจนกับไฮโดรเจนลงบนแท่นรองที่หมุนอยู่ ซึ่งมันจะก่อตัวเป็นผลึกทรงกระบอกที่เรียกว่า บูล นี่เป็นวิธีที่ถูกที่สุดและยังเป็นที่มาของทับทิมกับแซปไฟร์ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ พลอย Verneuil แสดงริ้วโค้งและฟองแก๊สทรงกลม ซึ่งไม่ปรากฏทั้งคู่ในคอรันดัมธรรมชาติ

การดึงผลึกแบบ Czochralski ที่ Jan Czochralski พัฒนาขึ้นในปี 1918 ดึงผลึกขึ้นจากของหลอมเหลวบนเมล็ดที่หมุนอยู่ และให้บูลขนาดใหญ่ที่สะอาดของแซปไฟร์สังเคราะห์ อเล็กซานไดรต์และอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต (YAG)

การปลูกด้วยฟลักซ์ ละลายส่วนผสมในตัวทำละลายหลอมเหลวอย่างลิเทียมโมลิบเดต ซึ่งตกผลึกอย่างช้าๆ ที่อุณหภูมิต่ำกว่าวิธีที่ใช้ของหลอมเหลว Richard Nacken ปลูกมรกตสังเคราะห์ที่เจียระไนได้เป็นรายแรกในกลางทศวรรษ 1920 IG Farben ขาย Igmerald ตั้งแต่ปี 1935 Carroll Chatham ผลิตมรกตตั้งแต่ปี 1941 และโรงงานฝรั่งเศสของ Pierre Gilson ครองผลผลิตโลกราว 95% ในกลางทศวรรษ 1970 พลอยจากฟลักซ์มีแผ่นแพลทินัมจากเบ้าหลอมและรอยนิ้วมือที่อุดด้วยฟลักซ์

การปลูกแบบไฮโดรเทอร์มอล ตกผลึกอัญมณีจากน้ำร้อนความดันสูงในหม้อความดันที่ปิดสนิท Johann Lechleitner นำมาใช้กับมรกตราวปี 1960 และแผนก Linde ของ Union Carbide เปิดเผยกระบวนการของตนในสิทธิบัตรไม่นานหลังจากนั้น มรกตไฮโดรเทอร์มอลแสดงลายเกรนรูปหัวลูกศรและสปิคูลหัวตะปู

พลอยเลียนแบบลอกรูปลักษณ์ ไม่ใช่ตัวตน คิวบิกเซอร์โคเนีย (CZ) คือเซอร์โคเนียมออกไซด์ที่ทำให้เสถียรด้วยอิตเทรียมหรือแคลเซียมออกไซด์ เป็นของเลียนแบบเพชรที่พบบ่อยที่สุด นักวิจัยที่ Lebedev Physical Institute ในมอสโกพัฒนาวิธีหลอมในเปลือกแข็งที่ทำให้มันใช้งานได้จริง และตีพิมพ์ไว้ตั้งแต่ปี 1973 การผลิตเชิงพาณิชย์ตามมาในปี 1976 CZ มีดรรชนีหักเห 2.15–2.18 เทียบกับ 2.42 ของเพชร มี การกระจายแสง (การแยกแสงขาวออกเป็นสีสเปกตรัม) แรงกว่าที่ 0.058–0.066 และความแข็งโมส์ 8–8.5 ความถ่วงจำเพาะ 5.6–6.0 เทียบกับ 3.52 ของเพชร หมายความว่า CZ หนักกว่าเพชรขนาดเดียวกันมาก

มอยส์ซาไนต์สังเคราะห์ ซึ่งคือซิลิคอนคาร์ไบด์ เข้าสู่ตลาดเครื่องประดับในปลายทศวรรษ 1990 และเป็นของเลียนแบบที่ใกล้เคียงที่สุด ดรรชนีหักเหของมันคือ 2.648 และ 2.691 การกระจายแสง 0.104 และความแข็ง 9¼ สมบัติทางความร้อนของมันใกล้เพชรมากพอที่หัววัดความร้อนจะตอบสนองราวกับว่ามันเป็นเพชร มันหักเหสองแนว รอยต่อเหลี่ยมจึงดูซ้อนกันใต้กำลังขยาย

พลอยเลียนแบบรุ่นเก่ายังอยู่ในเครื่องประดับวินเทจ รูไทล์สังเคราะห์เข้าตลาดในปี 1948 สทรอนเทียมไทเทเนต ในปี 1955 YAG ในปี 1968 และ แกโดลิเนียมแกลเลียมการ์เนต (GGG) ในปี 1975 GIA ยังระบุแก้วและเพทายไร้สีไว้ในบรรดาวัสดุที่ขายเพื่อใช้แทนเพชร

พลอยประกอบ หรือพลอยที่ประกอบขึ้น คือวัสดุตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปที่ติดกาวหรือหลอมรวมกันในรูปของอัญมณีเม็ดเดียว GIA นิยาม ดับเบลต ว่าเป็นสองส่วนที่ต่อกัน และ ทริปเลต ว่าเป็นสามส่วน หรือสองส่วนที่คั่นด้วยชั้นซีเมนต์ที่มีสี

พลอยที่ประกอบขึ้นไม่ได้เป็นของเลียนแบบเสมอไป โอปอลมีค่ามักเกิดเป็นชั้นบางเกินกว่าจะฝังตัวเรือนได้ ดับเบลตโอปอลจึงติดแผ่นโอปอลเข้ากับฐานสีเข้มที่เป็นโอนิกซ์ พลาสติกหรือเนื้อแม่ธรรมชาติ ส่วนทริปเลตโอปอลเพิ่มโดมใสของผลึกหิน แก้ว พลาสติกหรือคอรันดัมสังเคราะห์ ซึ่งปกป้องโอปอลบางๆ และขยายสีของมัน แบบอื่นมีไว้เพื่อลวง ดับเบลตที่มีการ์เนตอยู่ด้านบนหลอมแผ่นการ์เนตแดงบางๆ เข้ากับฐานแก้วสี ทำให้ส่วนมงกุฎมีผิวที่แข็งกว่า วาวกว่า และมีมลทินอย่างพลอยธรรมชาติ ส่วนดับเบลตแซปไฟร์จับคู่มงกุฎธรรมชาติกับส่วนก้นสังเคราะห์

พลอยประกอบเผยตัวที่รอยต่อ นักอัญมณีศาสตร์จะมองไปตามขอบเอวและจากด้านข้างเพื่อหาระนาบรอยแยก ฟองที่ติดอยู่ในซีเมนต์ และความวาวที่เปลี่ยนไประหว่างส่วนมงกุฎกับส่วนก้น Federal Trade Commission ของสหรัฐกำหนดว่าพลอยที่ทำจากวัสดุอัญมณีซึ่งยึดด้วยสารอุดอย่างแก้วตะกั่ว ต้องไม่ถูกขายภายใต้ชื่ออัญมณีธรรมดา

อัญมณีศาสตร์มาตรฐานยังระบุพลอยสีสังเคราะห์ส่วนใหญ่ได้จากมลทินของมัน ริ้วโค้งและฟองแก๊สในคอรันดัมจากการหลอมด้วยเปลวไฟ แผ่นแพลทินัมและรอยนิ้วมือฟลักซ์ในพลอยที่ปลูกด้วยฟลักซ์ ลายเกรนรูปหัวลูกศรในมรกตไฮโดรเทอร์มอล เพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการยากกว่านั้น เพราะมันเป็นเพชร

ห้องปฏิบัติการอาศัยการถ่ายภาพการเปล่งแสงและสเปกโทรสโกปี DiamondView ซึ่งกลุ่มวิจัยเพชรของ De Beers สร้างขึ้น อาบพลอยด้วยแสงอัลตราไวโอเลตที่ต่ำกว่า 225 nm แล้วถ่ายภาพการเรืองแสง ซึ่งทำแผนที่โครงสร้างการเติบโต ผลึก HPHT แสดงการจัดเรียงของภาคการเติบโตแบบทรงลูกบาศก์ตัดมุมแปดหน้า ส่วนผลึก CVD แสดงชั้นการเติบโตขนานที่ละเอียด ใต้โพลาไรเซอร์ไขว้ การไม่มีความเครียดเป็นสัญญาณหนักแน่นของการปลูกแบบ HPHT ขณะที่เพชร CVD แสดงรูปแบบความเครียดเฉพาะตัว สเปกโทรสโกปี โฟโตลูมิเนสเซนซ์ ซึ่งทำที่อุณหภูมิไนโตรเจนเหลว บันทึกการเปล่งแสงจากความบกพร่องระดับร่องรอย คู่พีกซิลิคอน-ช่องว่างที่ 736.6 และ 736.9 nm บ่งชี้การปลูกแบบ CVD ส่วนพีกที่เกี่ยวกับนิกเกิลชี้ไปที่การปลูกแบบ HPHT วัสดุ CVD รุ่นใหม่มีซิลิคอนน้อยลง ร่องรอยนั้นจึงอ่อนกำลังลง

พลอยเม็ดเล็กที่เรียกว่า เมลี ถูกคัดกรองครั้งละมากๆ เครื่อง iD100 ของ GIA ตรวจเพชรไร้สีถึงเกือบไร้สีทั้งแบบร่วงและแบบฝังตัวเรือน ตั้งแต่ 0.9 mm (ราว 0.005 ct) ขึ้นไป ในเวลาไม่ถึงสองวินาที และให้ผลว่า “pass” หรือ “refer” GIA ระบุว่าไม่มีเครื่องมือคัดกรองที่เร็วและต้นทุนต่ำเครื่องใดระบุเพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการได้ทุกเม็ด พลอยที่ถูกส่งต่อจึงไปที่ห้องปฏิบัติการ GIA จารึกคำว่า “Laboratory-Grown” ไว้ที่ขอบเอวของเพชรปลูกทุกเม็ดที่ตนออกใบรายงานให้

ราคาเพชรที่ปลูกในห้องปฏิบัติการตกลงอย่างหนักเมื่อผู้ผลิตเรียนรู้ที่จะปลูกพลอยได้เร็วขึ้นและปริมาณมากขึ้น De Beers ซึ่งประกาศเมื่อ 8 พฤษภาคม 2025 ว่าจะปิดแบรนด์เครื่องประดับ Lightbox ของตน ระบุว่าราคาขายส่งของเพชรปลูกในเครื่องประดับตกลง 90% และขยับเข้าใกล้แบบจำลองต้นทุนบวกกำไรมากขึ้น รายงาน Diamond Report ของบริษัทเองระบุว่าตกลง 93% นับตั้งแต่ปี 2020 และราคาขายส่งเฉลี่ยของเพชรปลูกอยู่ที่ราว 100 ดอลลาร์สหรัฐต่อกะรัต Lightbox เปิดตัวในปี 2018 ที่ราคาคงที่ 800 ดอลลาร์สหรัฐต่อกะรัต

พลอยราคาถูกขายได้ปริมาณมากโดยไม่ได้กินส่วนแบ่งมูลค่าไปด้วย งานวิจัยของ De Beers ที่เผยแพร่ในเดือนมิถุนายน 2026 พบว่าพลอยปลูกคิดเป็น 15% ของยอดขายเพชรของร้านเครื่องประดับอิสระในสหรัฐเมื่อปี 2025 เทียบกับ 85% ของเพชรธรรมชาติ และว่าราคาค้าปลีกที่ลดลงกดส่วนแบ่งของมันในมูลค่าการขายไว้ ค่าใช้จ่ายเฉลี่ยต่อชิ้นของเครื่องประดับเพชรธรรมชาติเพิ่มเป็น 4,063 ดอลลาร์สหรัฐในปี 2025 จาก 3,242 ดอลลาร์สหรัฐในปี 2023

ผลผลิตพลอยก้อนลดลงในช่วงเดียวกัน ตัวเลขของ Kimberley Process ระบุผลผลิตพลอยก้อนของโลกที่ 98.8 ล้านกะรัตในปี 2025 มูลค่า 9.23 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ลดจาก 107.9 ล้านกะรัตในปี 2024

Jewelry Guides ของ Federal Trade Commission สหรัฐ นิยามเพชรว่าเป็นแร่ที่ประกอบด้วยคาร์บอนบริสุทธิ์เป็นหลักซึ่งตกผลึกในระบบไอโซเมตริก นิยามที่ครอบคลุมพลอยที่ปลูกในห้องปฏิบัติการด้วย ผู้ขายต้องขยายคำนั้นด้วยข้อความที่เด่นชัดเท่ากัน โดยใช้คำว่า “laboratory-grown” “laboratory-created” “[ชื่อผู้ผลิต]-created” หรือถ้อยคำทำนองเดียวกัน คำว่า “cultured” ใช้ได้ก็ต่อเมื่ออยู่คู่กับคำขยายเช่นนั้น ของเลียนแบบต้องเรียกว่า “imitation” หรือ “simulated” และคำว่า “faux” ไม่ถือเป็นการเปิดเผยที่เพียงพอ Guides ฉบับนี้แก้ไขครั้งล่าสุดในปี 2018

World Jewellery Confederation (CIBJO) เข้มงวดกว่า Diamond Blue Book ของตนอนุญาตเพียง “synthetic” “laboratory-created” หรือ “laboratory-grown” ถือว่าทั้งสามคำเป็นคำพ้องที่ย่อไม่ได้ และห้ามคำว่า “cultured” “cultivated” “real” “genuine” “natural” “gem” และ “gemstone” เมื่อ 7 กันยายน 2026 คณะกรรมการ CIBJO ไปไกลกว่านั้น โดยแนะนำให้ใช้ “synthetic” เป็นคำบรรยายเพียงคำเดียวสำหรับการใช้ระหว่างประเทศ และถือว่าอีกสองคำเป็นศัพท์การตลาดที่บางประเทศยอมรับ

ห้องปฏิบัติการก็เปลี่ยนถ้อยคำของตนเช่นกัน GIA แทนที่ Synthetic Diamond Grading Report ด้วย Laboratory-Grown Diamond Report เมื่อ 1 กรกฎาคม 2019 และเมื่อ 2 มิถุนายน 2025 ประกาศว่าจะเลิกใช้มาตราสีและความสะอาดของพลอยธรรมชาติกับเพชรปลูก ด้วยเหตุผลว่ามากกว่า 95% ของพวกมันตกอยู่ในช่วงที่แคบ และจะบรรยายว่าเป็น “premium” หรือ “standard” แทน