Ученые нашли новый способ улучшить цвет, прозрачность и блеск рубинов: для этого их просто можно разогреть в микроволновой печи. Статья о воздействии СВЧ-нагрева на рубины опубликована в журнале Applied Physics A.

Для исследования ученые из института минералов и материаловедения (CSIR- IMMT) взяли натуральные рубины, собранные в индийском городе Синапал. Камни имели форму удлиненных гексагональных призм и их размеры варьировались от 5 до 11 миллиметров. Перед обработкой рубины были предварительно очищены от грязи и жира.

Камни нагревались в микроволновой печи до температуры 1,5 тысячи градусов Цельсия. Исследователи использовали различные методы для того, чтобы сравнить обработанные и необработанные образцы: рентгеноструктурный анализ, оптическая спектроскопия, флуоресцентная спектрофотометрия, рамановская спектроскопия и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

Слева находятся рубины, которые не подвергались СВЧ-нагреву. Камень по середине нагревался до температуры 800 градусов Цельсия. Камень справа был нагрет до 1500 градусов Цельсия. Subhashree Swain et al / Applied Physics A, 2016

В результате авторы статьи обнаружили, что нагревание камней в микроволновке оказало влияние на цвет и структуру рубина. В частности, цвет рубина изменился от красновато-черного до светло-розового. Изменения свойств оптического поглощения были замечены в диапазоне электромагнитного излучения с длиной волн 200–800 нанометров (видимое и ультрафиолетовое излучение). Фотолюминесцентный анализ показал уменьшение в кристалле дефектов типа вакансий (отсутствие атома в узле решетки), и дислокаций (сдвига частей кристалла друг относительно друга).

Ученые предполагают, что изменения в цвете и прозрачности рубина может быть связано с валентными состояниями хрома, железа и титана, входящими в его состав.

«СВЧ-нагрев — нетрадиционный метод быстрого термического возбуждения — дает новые результаты для драгоценных камней вроде рубина, — замечает один из исследователей. — Исследование может быть полезно для других специалистов, работающих в этой области».

Рубин используется не только как драгоценный камень первого порядка, но и в лазерной технике и часовой промышленности. Кристалл имеет высокую механическую прочность и теплопроводность, легко выращивается до больших размеров без потери высокого оптического качества.

Автор: Кристина Уласович