Как советские физики выращивали искусственные драгоценные камни

В советские годы были популярны массивные золотые украшения с огромными разноцветными камнями. Перстни с александритами или серьги с рубинами до сих пор хранятся в шкатулках многих женщин на постсоветском пространстве. Возможно, многие и не подозревают, что большая часть этих камней были созданы в научных институтах, причем их предназначением было далеко не ювелирное дело.

Лучшие друзья девушек - фианиты

В России самый популярный аналог бриллианта - это фианит, кристалл, практические не уступающий алмазу по твердости и яркости, но с очень низкой стоимостью. За рубежом его называют кубическим цирконием (CZ, или кристалл диоксида циркония), а вот в странах СНГ исключительно фианитом.

Свое название он получил в честь ФИАНа, то есть Физического Института Академии Наук, родине семи нобелевских лауреатов, который находится в Москве.

В этом институте ученые занимаются оптическими разработками для гражданской и военной промышленности, ведь кристаллы нужны не только ювелирам. Они используются и для медицинских инструментов (например, у стоматологов скальпели с фианитовым напылением), и для оптических приборов. Но для развития промышленности нужно было придумать недорогой и бездефектный кристалл с определенными оптическими свойствами, похожими на алмаз. Еще в 1960-х в ФИАНе был создал отдел монокристаллов, который занимался получением стеклообразных материалов для лазеров.

Фианит удалось синтезировать в 1970 году путем нагрева диоксида циркония до 2500°С. Группой ученых руководил академик Вячеслав Осико, который и обратил внимание на разные сферы применения нового камня. Так этот кристалл стали использовать и ювелиры.

Камень получился превосходным: не тускнеет, прочный, прозрачный, а при соответствующей огранке похож на алмаз. В России особенно популярны фианиты в золоте, причем даже в паре с настоящими драгоценными камнями. Стоимость такого изделия получается раза в два-три ниже, чем с бриллиантом.

Кроме бесцветного камня, можно увидеть и розовые, и черные, и желтые фианиты - на любой вкус. Достигается это путем  добавления определенных металлов. Например, для зеленого цвета нужна примесь хрома, для коньячного - титана, а для голубого - кобальта.

Отличить фианит от алмаза можно, конечно, даже невооруженным глазом: фианит прозрачный, без дефектов и «пузырей» внутри, а еще, если на него подышать, он запотевает (настоящий бриллиант запотеть не может).

Синтетический александрит и рубин

Красные камни всегда считались дорогими в ювелирном искусстве, так как их мало где добывали. Еще в 19 веке ученые в Европе пытались синтезировать рубины и корунды. В Советском Союзе добились довольно больших успехов в массовом производстве искусственных камней - практически все красные камни в украшениях были синтетическими. Как и в случае с фианитам, красные камни должны были использоваться в промышленности - для производства часов и лазеров.

Первый советский корунд появился в 1939 году в Институте кристаллографии в Москве, и уже в 1947 году химики Алексей Шубников и Савва Попов разработали метод, позволивший наладить массовое производство этих корундов, за что и получили Государственную премию.

В дальнейшем в СССР научились выращивать искусственные александриты - камни, способные менять цвет в от изумрудного до рубинового в зависимости от освещения. Добывают их всего в нескольких местах на планете, причем эталонными считаются уральские.

И нужно сказать, что именно советские искусственные александриты пользовались спросом и у зарубежных ювелиров, так как были сделаны очень качественно. Метод, который придумали в Институте кристаллографии, получил название горизонтальной направленной кристаллизации (иногда его можно встретить под названием «метод Багдасарова» по имени руководителя группы ученых). Попросту описать его можно так: берут лист из молибдена и выгибают в форме лодочки. Затем туда помещают смесь химических веществ и отправляют в нагревательную установку. В течение недели из этой смеси растет александрит.

В других странах используют иные технологии, например, в США александриты «вытягивают» из расплава. Советский искусственный александрит получается в итоге прочнее.

Сегодня синтетические красные камни могут быть совершенно разных оттенков и пользуются не меньшей популярностью, чем натуральные. Отличить их можно с помощью специального прибора спектрометра, так как у настоящих и искусственных камней разные спектры поглощения света. Также натуральные камни редко бывают без вкраплений.

Геотермальный изумруд

.

Хотя в России есть крупное месторождение изумрудов на Урале, для промышленности также нужны были недорогие аналоги. Настоящий прорыв в создании искусственных изумрудов удалось сделать ученым из новосибирского Института Геологии и Геофизики в начале 1970-х под руководством Владимира Кляхина. Главным образом, они добились стабильного роста кристаллов изумруда из геотермальных растворов, причем камень в итоге получился очень насыщенного цвета и без трещинок. В конце 1980-х технологию одобрили для массового производства, и было основано совместное таиландско-российское предприятие TAIRUS, которое стало выпускать кристаллы под брендом «Russian emerald», в том числе, на экспорт. Для того, чтобы получить сто грамм геотермального изумруда, нужен примерно один месяц.

Это производство работает вполне успешно и сегодня, выращивая не только изумруды разных видов, но и александриты, рубины и сапфиры. Как объясняли сотрудники TAIRUS, геотермальные камни обладают теми же свойствами, что и природные, разве что только выращиваются человеком.