Jubilerskie kamienie syntetyczne są fascynującą alternatywą dla naturalnych kamieni szlachetnych. Choć tworzone są przez człowieka, posiadają identyczne właściwości chemiczne, fizyczne i optyczne jak ich naturalne odpowiedniki. Syntetyczne kamienie są tworzone w laboratoriach, co pozwala na kontrolowanie ich jakości i właściwości.
Pierwsze próby stworzenia syntetycznych kamieni miały miejsce już w XIX wieku. W 1890 roku Henri Moissan z Francji próbował wyprodukować syntetyczne diamenty, a jego przyjacielowi Verneuil'owi udało się stworzyć syntetyczny rubin. W 1905 roku rynek jubilerski został zrewolucjonizowany pojawieniem się "rubinów genewskich", co znacząco wpłynęło na sposób postrzegania syntetycznych kamieni w jubilerstwie.
Produkcja syntetycznych kamieni może odbywać się na wiele sposobów, w zależności od składu chemicznego kamienia. Główne metody to:
Metoda Verneuil’a:
Metoda Verneuil’a, znana także jako metoda topienia płomieniowego, jest jedną z najstarszych i najpowszechniej stosowanych metod produkcji syntetycznych kamieni szlachetnych. Została opracowana przez francuskiego chemika Auguste Verneuila na początku XX wieku i do dziś jest szeroko stosowana do produkcji syntetycznych kamieni jubilerskich, takich jak korundy (rubiny i szafiry), spinele, czy rutyl.
Proces polega na topieniu bardzo czystego proszku mineralnego w temperaturze około 2100°C za pomocą palnika wodorowo-tlenowego. Proszek topi się, tworząc krople, które krystalizują się w formie kamienia. Kryształ rośnie stopniowo, a po osiągnięciu odpowiedniego rozmiaru jest powoli chłodzony. Kamienie powstałe w ten sposób mają charakterystyczne linie wzrostu i pęcherzyki powietrza, które pomagają je rozpoznać.
Metoda Czochralskiego:
Metoda Czochralskiego to technika tworzenia syntetycznych kamieni jubilerskich, takich jak rubiny, szafiry, aleksandryty, opracowana przez Jana Czochralskiego - polskiego chemika i wynalazcę. Polega na topieniu czystego materiału w wysokotemperaturowym tyglu i powolnym wyciąganiu z niego kryształu. Proces zaczyna się od zarodka, który jest powoli wyciągany z ciekłego materiału, tworząc stopniowo rosnący kryształ. Kamienie tworzone tą metodą są bardziej jednorodne i czystsze niż te wytwarzane metodą Verneuil’a.
Metoda stapiania czaszowego:
Stosowana do produkcji cyrkonii, gdzie mieszanka tlenku cyrkonu jest topiona w wysokiej temperaturze, a następnie powoli schładzana, co prowadzi do powstawania surowych kawałków kryształu.
Metoda topnikowa Flux (z ang. Flux Melt):
Metoda ta polega na rozpuszczaniu składników w topniku, który po schłodzeniu krystalizuje się, tworząc syntetyczne kamienie, takie jak rubiny, szafiry i szmaragdy.
Metoda Hydrotermalna:
Używana jest głównie do produkcji syntetycznego kwarcu i szmaragdów. Ta metoda naśladuje naturalne procesy geologiczne. Technika polega na krystalizacji w roztworach wodnych w podwyższonej temperaturze i wysokim ciśnieniu (z ang. high pressure, high temperature HPHT).
Identyfikacja syntetycznych kamieni jubilerskich jest często wyzwaniem dla gemmologów. Wymaga ona dokładnej analizy i zaawansowanych technik, aby odróżnić syntetyczne kamienie od ich naturalnych odpowiedników. Każda metoda produkcji syntetycznych kamieni pozostawia unikalne cechy, które mogą być zidentyfikowane za pomocą mikroskopu i innych technik badawczych, np.:
Łukowate pasemka
Są charakterystyczne dla kamieni produkowanych metodą Verneuil’a. Te cienkie, koncentryczne pasemka mogą być widoczne gołym okiem w niektórych kamieniach,
Pęcherzyki powietrza
Często występują w syntetycznych kamieniach, przybierając różne kształty, z których torpedowate są najczęstsze.
Strukturalne zjawiska geometryczne
Syntetyczne kamienie mogą wykazywać zjawiska takie jak łukowate pasemka, ości, rosyjskie góry, zarodki krystaliczne oraz inne geometryczne formy, które są rzadziej spotykane w naturalnych kamieniach.
Negatywne kryształy i pęcherzyki gazowe
Odizolowane pęcherzyki gazowe są charakterystyczne dla syntetycznych kamieni.
W praktyce identyfikacja syntetycznych kamieni wymaga użycia mikroskopu oraz w niektórych przypadkach, badania imersyjnego. Mikroskopowe badanie pozwalają na wykrycie charakterystycznych cech, takich jak łukowate pasemka i pęcherzyki powietrza, które są wskazówkami na syntetyczne pochodzenie kamienia.