fbpx
ОСТАННІЙ ПОДКАСТ

Ми під'їдаємо крихти cookies за вами. Навіщо це нам?

Читати

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Пардон за відволікалочку. Допоможи Куншт бути незалежним!

Повідомлення успішно надіслано

Для пошуку
введіть назву запису
Планета — 21.01.20
ТЕКСТ: Петро Мацкевич
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Ми любимо тексти без помилок. Якщо ви все ж таки щось знайшли, виділіть фрагмент і натисніть
Ctrl+Enter.
Червоне – то рубін, а чорне – то опал

Кольорова гама дорогоцінних каменів неймовірно широка – від безколірних, як чистий алмаз, до майже чорних, як чорний опал. Нерідко колір каменя, а інколи – і його назва визначається невеликою кількістю домішок того чи того хімічного елемента до бездоганного кристала, тобто його забрудненням. 

Усі кольори веселки

Одразу після Великого вибуху та створення перших гігантських зірок атоми гелію, які утворилися внаслідок ядерного синтезу з водню, почали об’єднуватись, утворюючи різні атоми, передовсім – надзвичайно важливий для життя вуглець. За кілька мільйонів років оболонки перших зруйнованих зірок, що розширювалися й охолоджувалися, стали ідеальним середовищем для утворення мікроскопічних кристалів. 

 

Крихітні монокристали чистого вуглецю – алмаз і графіт, – найімовірніше, були першими мінералами у Всесвіті. Ці первісні кристали були схожі на тонкий пил: кожна маленька кристалічна зернина непомітна окремо, але, вочевидь, достатньо велика, щоб надати космосу алмазного блиску. Це була, мабуть, фантастично гарна картина.

 

Коли ви чуєте слово «діамант» (штучно огранений і відшліфований алмаз) найчастіше в уяві виникає образ прозорого блискучого каменя. Насправді алмази і діаманти можуть бути й інших кольорів: червоні, рожеві, жовті, оранжеві, лілові, голубі, зелені та навіть чорні. І безколірні, і кольорові алмази утворюються за допомогою одного і того самого процесу – кристалізації атомів вуглецю під високим тиском. Та через мікродомішки алмаз, що формується, зафарбовується. Наприклад, жовті алмази отримують свій колір за рахунок домішок азоту, а сині – бору. Та алмази набувають кольору не лише внаслідок цього, а й через низку дефектів кристалічної структури. Наприклад, червоні, коричневі й рожеві алмази отримують свій колір внаслідок досить великих структурних неоднорідностей кристалів, спричинених зміною тиску в процесі їхнього формування. А от зелений колір алмазам надають маленькі (точкові) дефекти, які виникають внаслідок опромінення кристалів радіоактивними променями (передовсім, гамма-променями) природного походження. Штучно опромінені гамма-променями в лабораторних умовах алмази також набувають зеленого кольору.

 

Через свою рідкісність та красу ціна кольорових алмазів та діамантів неймовірно висока, хоча насправді такі кристали або забруднені домішками, або мають дефекти структури, тобто у певному сенсі – недосконалі.

 

Сьогодні кристали алмазу вже навчилися вирощувати штучно. У них досконаліша, ніж у природних, структура, а під час їхнього вирощування можна додавати необхідні домішки. Алмази ювелірної якості, вирощені в лабораторії, хімічно, фізично та оптично ідентичні природним кристалам найвищої якості. Уже зараз вирощують алмази, з яких можна отримати діаманти масою 10 каратів1 карат = 200 міліграмів

 

Поки що штучно вирощені алмази займають близько 2% усього ринку, але в майбутньому їхня частка може суттєво збільшитися і почати домінувати. До того ж вже сьогодні понад 95% алмазів, що використовуються в промисловості, вирощені в лабораторії (решта продається для використання в ювелірних виробах).

 

Вирощування щораз більших кристалів алмазу у лабораторіях робить їх значно дешевшими та досконалішими за натуральні. Тому алмаз, вналідок своїх унікальних фізичних властивостей, дедалі ширше використовується в оптичних пристроях та електроніці, зокрема для створення фотодіодів та лазерів в ультрафіолетовому діапазоні, польових транзисторів з робочою частотою до 50 ГГц, потужних силових транзисторів для електростанцій. Алмазні транзистори можуть працювати за вищих температур, аніж кремнієві, опиратись радіаційному та механічному пошкодженню.

 

Синтетичні алмази використовуються в детекторах випромінювань. Вони вже працюють на Стенфордському лінійному прискорювачіЛінійний прискорювач — прилад для прискорення заряджених мікрочастинок, в якому траєкторія руху частинки близька до прямої лінії. Використовується для дослідження ядерних реакцій. Найбільший у світі лінійний прискорювач побудовано у місті Стенфорд, його довжина становить 3 км. Не варто забувати і про манікюрні пилочки для нігтів, алмазні свердла й диски.

 

Червоне – то рубін

Криваво-червоні рубіни прикрашали королівські корони та трони багатьох володарів. Корону Британської імперії прикрашає «Рубін Чорного принца» вагою 170 каратів, а Велику імператорську корону Російської імперії, виготовлену для коронації Катерини ІІ, – «рубін» вагою 398 каратів (раніше він прикрашав корону Єлизавети Петрівни). Втім, як виявилося пізніше, в обох цих коронах зовсім не рубіни, а благородна шпінель червоного кольору, про яку йтиметься далі.

 

Навіть сьогодні натуральні рубіни – найдорожчі кольорові коштовні камені. На найпрестижніших аукціонах вони за ціною випереджають навіть кольорові діаманти. Буває, що один карат цих каменів оцінюється в понад мільйон доларів. І це попри те, що у наш час рубіни, їхні материнські кристали корунди, та «брати й сестри» сапфіри вирощуються сотнями тонн на рік, а якість цих штучних кристалів є суттєво вищою, ніж у натуральних.

 

Чистий кристал корунду — прозорий і безколірний. Такі кристали сьогодні називають лейкосапфірами. Залежно від виду домішок кристали корунду набувають різних кольорів. Синій колір різної насиченості надають кристалам іони титану і заліза — власне, такі кристали називають сапфірами. Домішка хрому дає червоний колір різної насиченості, такі кристали називають рубінами. Ванадій зафарбовує кристали у фіолетовий колір, а залізо без домішок титану — в жовті та зеленкуваті тони. Інколи корунди всіх кольорів, окрім червоного (рубін), називають сапфірами.

 

Лише 1800 року в Європі відкрили спорідненість рубіну і сапфіру, а вже 1835 року було відкрито спосіб отримання штучних рубінів. Сьогодні сапфіри та рубіни вирощуються у промислових масштабах (сотнями тонн), а окремі кристали вдається виростити вагою 300 кілограмів. Однак інтерес до природних каменів не зникає. Наприклад, 15 травня 2015 року на аукціоні Sotheby’s за 30 мільйонів доларів був проданий бірманський рубін кольору «голубина кров» (яскраво-червоного) масою 25,59 карата.

 

Зрозуміло, що промислове виробництво рубінів та сапфірів пов’язане не лише з використанням у ювелірних виробах. Так, синтетичні лейкосапфіри використовують для виготовлення офтальмологічних скальпелів та очних кришталиків, виробництва міцних оптично прозорих елементів (ілюмінаторів космічних станцій, захисного скла для оптичних засобів ракет та літаків). Вони також можуть бути підкладками для мікросхем.

 

Але особливі «заслуги» цих кристалів – у сфері лазерної техніки. Перший твердотільний лазер, створений американським ученим Тедом Майманом на основі штучного рубіну, запрацював ще 1960 року. Лазери на основі штучних рубінів та сапфірів чудово працюють і сьогодні.

 

Самозванка

На відміну від корунду, який є кристалом чистого окису алюмінію, шпінель – кристал суміші окису алюмінію та магнію з низкою домішок, які надають їй різного кольору та властивостей. 

 

Благородна шпінель – це прозорі кристали, зафарбовані в різні кольори. Якщо це густий червоний колір, її називають рубіновою шпінеллю, якщо фіолетовий – східним аметистом, якщо синій – сапфір-шпінеллю.

 

Червоного кольору надають благородній шпінелі домішки хрому (як і в рубіні).

 

Червону благородну шпінель називають найбільшою «самозванкою» серед дорогоцінних каменів через те, що багато рубінів насправді виявилися шпінеллю. Така підміна не була шахрайством: і червону шпінель, і рубіни знаходили в однакових породах, візуально вони подібні, а під час огранення виявляють однакові властивості. Аж до 1783 року шпінель не відрізняли від корунду, тобто від рубінів та сапфірів (згадаймо лише 398-каратний камінь у короні Російської імперії і 170-каратний «Рубін Чорного принца»). «Рубін Тімура» вагою 361 карат, подарований 1851 року королеві Вікторії Ост-Індійською компанією, також виявився шпінеллю. 

 

Тоді ще не робили лазерів і не було навіть Мооса з його знаменитою шкалою твердості, щоб зрозуміти, що твердість шпінелі (8) трохи поступається рубіну (9), твердість якого трохи поступається алмазу (10).

 

Прозорі кольорові шпінелі використовуються для виготовлення ювелірних виробів. А от у техніці шпінель не знайшла такого широкого використання, як корунд.

 

Щоправда, інженери дослідницької лабораторії військово-морських сил США розробили технологію виготовлення куленепробивного скла із синтетичної шпінелі. На відміну від традиційного куленепробивного скла, що складається з кількох шарів різних матеріалів, ця технологія дозволяє виготовляти «скло» довільної форми, меншої ваги та здатне пропускати інфрачервоні промені.

 

Найдорожчий неотеса

І смарагд, й аквамарин є берилом з різними домішками, які надають йому різного кольору, хоча сам берил є кристалом прозорим і без забарвлення. Кристали берилу трапляються в багатьох країнах (зокрема в Україні). Рекордний за розміром кристал був знайдений на Мадагаскарі. Його довжина становить 18 метрів, діаметр — 3,5 метра, а маса — 380 тонн.

 

Різноманіття забарвлення кристалів берилу визначається складом домішок: різні відтінки блакитного, блакитно-зеленого, жовтого кольорів пов’язані з домішками заліза, червоний та рожевий – з домішками марганцю, а яскраво-зелений – з домішками хрому (тими самими, які надають рубіну яскраво-червоного кольору). Залежно від кольору кристали берилу називають по-різному: августит — темно-синій; аквамарин — блакитний, зеленувато-блакитний; біксбіт — червоний (його ще називають червоним смарагдом); смарагд — насичений та яскравий густо-зелений, трав’янисто-зелений до салатово-зеленого (чим блідіший колір, тим нижче цінується такий камінь); геліодор — жовтий, золотисто-жовтий, помаранчево-жовтий.

 

Відомі чудові кристали геліодорів з Житомирської області України та з Волині. В Україні 2009 року навіть випустили поштову марку, на якій зображений геліодор з Волині (хоча там написано просто «берил»).

 

Звичайно, найвідомішим із усіх різновидів берилу є яскраво-зелений смарагд, «камінчики» якого вагою понад 5 карат цінуються дорожче за діаманти. Втім, у більшості випадків природні смарагди мають низку дефектів: домішки (зокрема бульбашки повітря), тріщини. Тоді як діаманти оцінюють за щонайменше десятикратного збільшення, смарагди оцінюють «на око». Саме через дефекти у смарагдах їх дуже рідко огранюють. Найвідоміші у світі смарагди огранені у формі кабошона (гладка випукла поверхня овальної або кулеподібної форми, плоска з однієї сторони).

 

І хоча сучасні технології дозволяють отримувати смарагди, які за кольором неможливо відрізнити від природних, а їхня якість буде суттєво вищою, вартість синтетичного смарагду на міжнародних ринках в десятки разів нижча за природний через рідкісність останнього.

 

Легенди про магічні властивості смарагду та злочини, пов’язані з  заволодінням його кристалами, мають тисячолітню історію у різних народів. А сьогодні смарагди та інші похідні від берилу, окрім ювелірних виробів, використовуються у твердотільних лазерах та квантовій електроніці.

 

Камінь-хамелеон

Хризоберил, як і корунд чи берил, є основою кількох відомих коштовних каменів, найвідоміший з яких – олександрит. На відміну від корунда, який найчастіше використовується як абразивАбразив – порошок для полірування твердих поверхонь, чи берила, який нерідко використовується як руда для отримання бериліюБерилій – метал, який широко застосовується у рентгенотехніці, ядерній енергетиці, лазерних матеріалах та аерокосмічній техніці; його рудні «камінчики» бувають вагою у 380 тонн, хризоберил вважається дорогоцінним каменем, відомим ще з античності.

 

Чистий хризоберил – велика рідкість. Він майже не трапляється у природі без домішок. А його різновид – олександрит – смарагдово-зелений за природного освітлення і фіолетово-червоний – за штучного. Так відбувається через домішки хрому. Цей іон в кристалах є унікальним: він робить червоним рубін і благородну шпінель, зеленим — смарагд, а олександрит примушує змінювати колір за різного освітлення.

 

Ювелірні вироби з олександритом майже завжди виготовлялися на замовлення. Його вартість на міжнародних ринках варіюється від 5 000 до 37 000 доларів за карат. Ціна цього каменя залежить від його кольору, чистоти та ваги. Варто зауважити, що природний олександрит – вельми невеликий камінь і після обробки рідко перевищує один карат.

 

Ще одним різновидом хризоберилу є цимофан – золотисто-жовтий із синім відтінком. Він використовується як коштовний камінь передовсім у М’янмі та на Цейлоні.

 

А от сам хризоберил має дуже хороші перспективи як «робоче тіло» у мазерахМазер – те саме, що лазер, тільки не у видимому нами діапазоні випромінювання, а в радіодіапазоні, тобто на тих частотах, на яких працюють наші мобільні телефони чи звичайне телебачення. Адже хризоберили, як і інші дорогоцінні камені, вже навчились вирощувати у лабораторіях.

 

Кристал із СРСР

Цього каменя не існує в природі. Він повністю штучний. Фіаніту ніколи не існувало, поки його штучно не виростили у Фізичному інституті Академії Наук Радянського Союзу, звідки й назва (ФІАН — Фізичний інститут Академії Наук). 

 

Щоправда, за межами колишнього Радянського Союзу ці кристали мають іншу назву — цирконіт або кубічний цирконій. Але на відміну від інших кристалів, які вирощували штучно з метою технічного використання, переважна більшість фіаніту створюється для потреб ювелірної промисловості, щоб імітувати коштовні камені. Ще трохи їх застосовують у стоматології та хімічній промисловості.

 

То що таке фіаніт і з чим його їдять? Це кубічний кристал двоокису цирконію (тугоплавкого металу), який стабілізований додатками окису марганцю, кальцію або ітрію. Відрізнити чистий оброблений фіаніт від прозорого діаманту, не маючи сучасної технічної бази, майже неможливо. Це можна було б зробити тільки з часом: на фіанітах після використання з’являються подряпини, адже вони не такі тверді, як діаманти.

 

Сьогодні є можливість отримувати фіаніти найрізноманітніших кольорів (і навіть багатоколірні). Робиться це традиційно: додається «бруд», тобто домішки елементів. Якщо додати церій, то фіаніт матиме жовтий, помаранчевий чи червоний колір, хром надасть кристалу зеленого кольору, неодим – пурпурового, ербій – рожевого, а титан – золотаво-коричневого. 

 

Якби фіаніти (особливо їхні кольорові версії) потрапили до рук ювелірів 250-300 років тому, вони б, мабуть, цінували їх більше за діаманти, сапфіри, чи смарагди. Але ми живемо сьогодні. Тому користуймося фіанітами — вони того варті.

ТЕКСТ: Петро Мацкевич
Ілюстрації: Каталіна Маєвська
Статті

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: