Pierwotnie hydrotermalna synteza hodowanych beryli przebiegała w stalowych autoklawach bez wykładzin z metali szlachetnych, a elementem barwiącym były śladowe ilości pierwiastków o zróżnicowanym składzie chemicznym (chromu, niklu i miedzi). W produktach tych łatwo można było zauważyć już pod lupą typowe dla tych syntez linie wzrostu, liczne metaliczne inkluzje i niehomogeniczności struktury w postaci pasmowego (strefowego) zabarwienie. Znaczny postęp w rozwoju technologii hydrotermalnej hodowli beryli zawdzięczamy pracom badawczym zespołu naukowców rosyjskich kierowanego przez doktora Dimitrija Fursenko. Zespół ten rozpoczął badania w roku 1999. W 2001 r. firma Tairus połączyła swe doświadczenia z zakupioną od australijskiej firmy Biron technologią i we wrześniu 2004 r. wprowadziła na rynek syntetyczny szmaragd o barwie soczystej zieleni zbliżonej do barwy szmaragdów kolumbijskich. Urządzenia do hodowli tych szmaragdów mają już niewielkie gabaryty. Wysokość autoklawów wynosi ok. 50 cm.  a średnica zewnętrzna ok. 9 cm. Temperatura robocza we wnętrzu urządzenia nie przekracza 600oC i waha się w granicach od 50 do 100oC a ciśnienie wynosi około 1,5 kbar. Wnętrze autoklawu zdolne pomieścić 2 płytki zarodziowe jest wyłożone jest lub stopami metali szlachetnych. Pozostałe parametry chronione są patentami lub stanowią niejawny dorobek naukowy firmy. Typowe, wprowadzone na rynek kryształy tak otrzymywanych szmaragdów mają wymiary 80 x 18 x 14 mm. Przy dobowym przyroście kryształów w granicach 0,3 mm kryształy takie można wyhodować w okresie 3 do 4 tygodni. Im proces trwa dłużej tym strefy wzrostu są mniej widoczne i kryształy są bardziej homogeniczne. Jako kryształów zarodziowych używa się płytek z naturalnych uralskich beryli bezbarwnych lub okazów o bardzo słabo zielonkawym odcieniu. Wsad krystaliczny stanowią również okruchy naturalnych beryli o słabszej barwie z dodatkiem chromoforów.
Syntetyczne szmaragdy firmy Tairus o barwie zbliżonej do szmaragdów kolumbijskich są pierwszym przykładem uzyskania pożądanej barwy przez zastosowanie pierwiastków domieszkujących, w tym przypadku dodatku wanadu i miedzi bez znaczącej obecności chromu. W dotychczasowych syntezach barwa szmaragdów była wynikiem trzech rodzajów domieszek (chromoforów):
1. chromu,
2. wanadu i chromu,
3. kombinacji chromu, żelaza, miedzi i niklu.
Nasuwa się pytanie czy identyfikacja tych chromoforów jest możliwa. Oczywiście tak, jednak leży ona poza możliwością skromnie wyposażonej pracowni gemmologicznej. Konieczne jest więc zwrócenie się o pomoc do dużych laboratoriów dysponujących kosztowną aparaturą do badań spektroskopowych w podczerwieni, Ramana i innych. Stosując tego typu metody instrumentalne można określić obecność pierwiastków śladowych odpowiedzialnych za barwę. Warto zauważyć, że w wielu przypadkach bardzo doświadczony gemmolog jest w stanie poradzić sobie z ogólną identyfikacją nowych syntez prostszymi metodami. Wszystkie te produkty mają charakterystyczne cechy wewnętrzne widoczne pod lupą lub pod mikroskopem o powiększeniu do 40x. Różnią się one zdecydowanie od cech kamieni naturalnych. Na przykład dawne rosyjskie szmaragdy syntetyczne nie ukazywały czerwonej barwy pod filtrem Chalsea. Obecne syntezy Chathama i Birona świecą bardzo wyraźnie barwą czerwoną, a w wyrobach firmy Tairus tylko niektóre produkty zawierające większą ilość chromu wykazują ten efekt. Poniżej zestawiono niektóre właściwości szmaragdów firmy Tairus. Są one stałe co świadczy o dobrze dopracowanej technologii.

Na zakończenie, odbiegając nieco od treści tego artykułu, chciałbym postawić do dyskusji problem: czy jeżeli w nowoczesnej syntezie hydrotermalnej użyjemy jako surowca wyjściowego niewielkich zarodków z naturalnego szmaragdu a wsad krystaliczny stanowić będą również w 100 % naturalne, dobrze wyselekcjonowane, drobne oraz bardzo czyste kryształki szmaragdu naturalnego pochodzące z tego samego złoża, to czy produkt finalny będzie szmaragdem syntetycznym czy rekonstruowanym? Warto się nad tym zastanowić. Oczekuję udziału Czytelników w tej dyskusji, a Państwa uwagi proszę kierować na adres redakcji RynkuJubilerskiego.pl.

Jacek Ożdżeński

Obróbkę komputerową fotografii eksponatów pochodzących z Pracowni Gemmologicznej Jacka Ożdżeńskiego wykonał Filip Franke.

Fot. 1. Cztery główne ściany syntetycznego szmaragdu Tairus z diagnostycznymi cechami ich powierzchni.
Fot. 2. Bezbarwne płytki zarodziowe w syntetycznych szmaragdach Tairus.
Fot. 3. U góry 3 syntetyczne szmaragdy dawnej produkcji rosyjskiej. Pozostałe szmaragdy syntetyczne: po lewej Biron, po prawej Tairus, u dołu Chatham.
Fot. 4. Po lewej naturalne szmaragdy afgańskie, a po prawej syntetyczne Tairus.
Fot. 5. Strefy wzrostu w syntetycznych szmaragdach Tairus.
Fot. 6-9. Diagnostyczne zakłócenia przejrzystości w syntetycznych szmaragdach Tairus. Powiększenie 20x.
Fot. 10. Czarne i metaliczne wrostki przy końcówce syntetycznego kryształu szmaragdu Tairus oraz fragment drutu platynowego, na którym zamocowana była płytka zarodziowa.

[ drukuj ]