Персиковый бриллиант и изумрудная крошка: знали, что все это выращивают в Академии наук?

Мало что так услаждает дамский взор, как игра света на гранях драгоценного камня. Это статусно, стильно и просто красиво. Единственный недостаток — цена бриллиантов. Но выход есть: синтетические камни. Не путайте с дешевой бижутерией! Природе нужны миллионы лет, чтобы углеродный зародыш в толще земной коры превратился в алмаз и вырос до размеров хотя бы пары-тройки каратов. У ученых этот процесс занимает лишь четыре дня. Чтобы узнать подробности, мы отправились в лабораторию физики высоких давлений и сверхтвердых материалов НПЦ НАН по материаловедению. Здесь как раз занимаются выращиванием монокристалла алмаза.

Как это работает?

Производство камней ювелирного качества требует научных знаний и серьезного оборудования. Для выращивания алмаза необходимы три составляющие — графит, высокое давление и температура, а также определенные металлы, или катализаторы, которые растворяют графит и стимулируют образование камня. Попросила заместителя гендиректора по научной и инновационной работе Олега Игнатенко объяснить процесс:

— Растворенный графит выпадает в осадок — примерно как простая поваренная соль. С этого момента начинается алмазная фаза. Если опустить в насыщенный раствор соли веточку, она быстро покрывается кристаллами. Камень, по сути, вырастает так же, только в природе для этого требуются миллионы лет. В лаборатории все происходит гораздо быстрее, причем мы знаем, как вырастить камень нужного цвета и размера.


Наши модницы предпочитают бес­цветные прозрачные бриллианты, а вот в странах Западной Европы большим спросом пользуются камни фантазийных цветов: розовые, голубые, сиреневые. Новинка НПЦ НАН по материаловедению — персиковый бриллиант: его цвет едва уловимо перетекает из желтого в розовый.  

Особенную глубину, красоту и таинственное мерцание бриллиантам придает экстрасовременная огранка: 61 грань вместо привычных 57. От цвета зависит и цена: синтетические бриллианты желтые, коньячные и бесцветные стоят около 400 долларов за карат, а вот розовые и голубые — около 700.

Игра с матрешкой

Сначала крошечный алмазный зародыш — так называемая затравка, которая вполне может поместиться на кончике иглы, — укладывается в «таблетку» из нескольких металлов. Затем вместе с графитом, который станет источником углерода для будущего камня, закладывается в маленькую ячейку из тугоплавкой керамики. Этот контейнер устанавливается внутри системы больших и малых пуансонов из сверхпрочного сплава металлов, который способен выдержать давление до 50 тысяч атмосфер и температуру, доходящую до 2000 градусов. Систему пуансонов в виде сферы помещают в аппарат, к ним подается масло, которое нагнетает давление, электрический ток, поддерживающий нужную температуру, вода для охлаждения. Четыре дня — и можно извлекать готовые алмазы. Размер ограничен той самой керамической ячейкой. После огранки получаются бриллианты примерно в полтора карата — восемь миллиметров в широкой части.

— Все параметры задаются и поддерживаются автоматически, — уточняет Александра Коновалова, научный сотрудник НПЦ.

Научный сотрудник лаборатории физики высоких давлений Александра Коновалова и заместитель генерального директора НПЦ НАН по материаловедению Олег Владимирович Игнатенко.

— Чтобы получить камни ювелирного качества, необходима высочайшая точность. Во время работы аппаратуры рядом обязательно находятся люди. Любой скачок напряжения или давления приведет к дефектам. Они сейчас ценятся в изумрудах, а вот в бриллиантах — нет.

Закладывая затравку в аппарат высокого давления, специалисты уже знают, какого цвета камень получат. Впрочем, окраску можно изменить и после того, как камень синтезирован. Для этого нужны манипуляции с внутренним дефектом. Он станет по-другому отражать свет, и, соответственно, алмаз приобретет иной цвет.

Не обязательно зеленый

А вот для выращивания изумрудов необходимы «ведерки» из платины. В драгоценную тару помещают смесь металлов — кремний, хром, бериллий, алюминий. После того как смесь расплавляется и становится однородной, в ведро опускают специальный держатель, к которому прикреплены затравки изумруда. На них слой за слоем и нарастает новый камень: за три месяца — до пяти сантиметров в диаметре.

Классические изумруды имеют зеленый цвет, но можно получить и иной, если в смеси металлов отдать преимущество какому-то определенному.  

Сейчас популярны изумруды с дефектами, мушками или трещинками — делать их специалисты тоже умеют. Средняя цена синтетического граненого изумруда — 60 долларов за карат. Ювелиры часто заказывают крошечные камушки — в моде украшения с изумрудной обсыпкой.

У камней, синтезированных в лаборатории, имеется еще одно важное преимущество: по закону они не являются драгоценными, стало быть, при пересечении границы не подлежат декларированию. Этим активно пользуются покупатели из других стран. Кстати, если положить бриллиант, природный или синтетический, на ладошку, вы ощутите исходящий от него холодок. Так точно определите, что это не подделка.