Kako su sovjetski fizičari uzgajali umjetne dragulje

U sovjetsko doba bio je popularan masivan nakit od zlata s ogromnim raznobojnim kamenjem. Prstenje s aleksandritima ili naušnice s rubinima do danas se čuvaju u kutijicama mnogih žena na postsovjetskom prostoru. Vjerojatno mnoge od njih i ne znaju da je veći dio tog kamenja stvoren u znanstvenim institutima, pri čemu prvobitno uopće nije bilo namijenjeno za draguljare.

Fianiti - najbolji djevojčini prijatelji

Najpopularniji je pandan brilijantu u Rusiji fianit, kristal koji za dijamantom praktički ne zaostaje po čvrstoći i blistavosti, ali je znatno jeftiniji. U drugim ga zemljama nazivaju kockasti cirkon (CZ ili kristal cirkonijevog dioksida), dok je u zemljama Zajednice neovisnih država poznat isključivo kao fianit.

Naziv je dobio po FIAN-u, odnosno Fizičkom institutu akademije znanosti u Moskvi, u kojem je radilo sedam nobelovaca.

U ovom institutu znanstvenici rade na optičkim projektima za civilnu i vojnu industriju, jer kristali nisu potrebni samo draguljarima. Oni se koriste za izradu medicinskih instrumenata (na primjer, za stomatološke instrumente sa slojem cirkona), kao i za optičke instrumente. Ali za razvoj industrije bilo je potrebno osmisliti jeftini kristal bez deformacija s određenim optičkim svojstvima sličnim dijamantu. Još 60-ih godina u FIAN-u je osnovan odjel za monokristale koji se bavio dobivanjem staklastih materijala za lasere.

Fianit je sintetiziran 1970. godine putem zagrijavanja cirkonijevog dioksida do temperature od 2500°C. Na čelu grupe znanstvenika bio je akademik Vjačeslav Osiko, koji je i skrenuo pažnju na različite sfere primjene novog kamena. Tako su ovaj kristal počeli koristiti i draguljari.

Kamen je pokazao izuzetne osobine: ne gubi sjaj, čvrst je, prozračan, a uz odgovarajuću obradu podsjeća na dijamant. U Rusiji su posebno popularni fianiti u zlatu, i to čak u kombinaciji s pravim dragim kamenjem. Cijena takvog nakita je dva-tri puta niža nego kada bi se radilo o brilijantima.

Osim bezbojnog kamena, mogu se sresti i ružičasti, crni i žuti fianiti, za svaki ukus. To se postiže dodavanjem određenih metala u proces izrade. Na primjer, za zelenu boju potrebna je primjesa kroma, za boju konjaka primesa titanija, a za plavu kobalta.

Naravno, čak se i golim okom fianit može razlikovati od dijamanta. Fianit je prozračan, bez defekata i "balončića", a osim toga, ako dišete u njega, na njemu se hvata para (na pravom se dijamantu to ne događa).

Sintetički aleksandrit i rubin

Crveno kamenje oduvijek je bilo dragocjeno u draguljarskom poslu, jer su njegova nalazišta prilična rijetkost. Još u 19. stoljeću znanstvenici u Europi pokušali su napraviti sintetičke rubine i korunde. U Sovjetskom Savezu postignuti su veliki uspjesi u masovnoj proizvodnji umjetnog kamenja tako da je gotovo sve crveno kamenje u nakitu bilo sintetičko. Kao i u slučaju fianita, crveno kamenje trebalo se koristiti u industriji, za proizvodnju satova i lasera.

Prvi sovjetski korund napravljen je 1939. godine u Institutu za kristalografiju u Moskvi, a već 1947. godine kemičari Aleksej Šubnikov i Sava Popov razvili su metodu koja je omogućila masovnu proizvodnju ovih korunda, za što su dobili Državnu nagradu.

Kasnije je u SSSR-u pronađen način za uzgajanje umjetnih aleksandrita, kamenja koje može mijenjati boju od smaragdne do boje rubina ovisno o osvjetljenju. Iz zemlje se vadi samo na nekoliko mjesta na planetu, pri čemu se smatra da su uralski aleksandriti najbolji.

Treba reći da su upravo sovjetski umjetni aleksandriti bili traženi i među stranim draguljarima zbog vrhunske kvalitete. Metoda koju je osmislio Institut za kristalografiju nazvana je horizontalno usmjerena kristalizacija (ponekad se sreće i pod nazivom "metoda Bagdasarova" po imenu rukovoditelja grupe znanstvenika). Jednostavno se može opisati ovako: uzima se list molibdena i savija u obliku čamčića. Zatim se tu ubacuje mješavina kemijskih tvari i to se šalje u uređaj za zagrijavanje. Tijekom tjedan dana iz ove smjese raste aleksandrit.

U drugim zemljama koriste se drugačije tehnologije. Na primjer, u SAD-u se aleksandriti "rastežu" iz tekućeg stanja. Sovjetski je umjetni aleksandrit, ipak, čvršći.

Danas sintetičko crveno kamenje može biti potpuno različitih nijansi i jednako je popularno kao i prirodno. Mogu se razlikovati samo pomoću specijalnog instrumenta spektrometra, jer prirodno i umjetno kamenje posjeduje različite apsorpcijske spektre. Osim toga, prirodno kamenje vrlo se rijetko sreće bez primjesa.

Geotermalni smaragd

Premda Rusija posjeduje veliko nalazište smaragda na Uralu, za industriju su bili potrebni i jeftini umjetni pandani. Istinski napredak u izradi umjetnih smaragda postigli su početkom 70-ih godina znanstvenici iz novosibirskog Instituta za geologiju i geofiziku pod rukovodstvom Vladimira Kljahina. Prije svega, oni su postigli stabilan rast kristala smaragda iz geotermalnih otopina, pri čemu je dobiveni kamen bio intenzivne boje i bez pukotina.

Krajem 80-ih ova je tehnologija odobrena za masovnu proizvodnju. Zatim je osnovano zajedničko tajlandsko-rusko poduzeće TAIRUS, koje je počelo proizvodnju kristala pod brendom "Russian emerald", kako za domaće, tako i za strano tržište. Za dobivanje oko sto grama geotermalnog smaragda potrebno je oko mjesec dana.

Ova proizvodnja sasvim uspješno funkcionira i danas, uzgajajući ne samo smaragde različitog tipa, nego i aleksandrite, rubine i safire. Kako objašnjavaju zaposleni u TAIRUS-u, geotermalno kamenje posjeduje ista svojstva kao i prirodno, osim što ga je stvorio čovjek.