Не­обыч­ный экс­пе­ри­мент над дра­го­цен­ны­ми кам­ня­ми в Мос­ков­ском ин­сти­ту­те ста­ли и спла­во­в

Ма­ло кто из про­стых смерт­ных го­тов поз­во­лить се­бе ку­пить цвет­ной при­род­ный брил­ли­ант. Та­кие «ка­муш­ки» — не­де­ше­вое удо­воль­ствие. «У­дел» боль­шин­ства лю­дей со сред­ним до­стат­ком — бес­цвет­ные ал­ма­зы сто­и­мо­стью 7–8 ты­сяч за де­ся­тую часть ка­ра­та. Уче­ные уни­вер­си­те­та «МИСиС» ре­ши­ли ис­пра­вить си­ту­а­цию и раз­ра­бо­та­ли уни­каль­ную тех­но­ло­гию окрас­ки ал­ма­зов, поз­во­ля­ю­щую ме­нять цвет при­род­ных кам­ней. Сто­ят они про­цен­тов на 30 до­ро­же бес­цвет­ных, а не в де­сят­ки раз, как те, что окра­ше­ны при­ро­дой. Кор­ре­спон­дент «МК» по­се­тил ла­бо­ра­то­рию сверх­твер­дых ма­те­ри­а­лов и вы­яс­нил, как по­кра­сить ал­маз, что­бы его нель­зя бы­ло от­ли­чить от на­сто­я­ще­го.

Стар­ший на­уч­ный со­труд­ник уни­вер­си­те­та Ми­ха­ил Со­ро­кин де­мон­стри­ру­ет кор­ре­спон­ден­ту «МК» пе­чь, в ко­то­рой при­об­ре­та­ют окрас­ку брил­ли­ан­ты.

В при­ро­де цвет­ные ал­ма­зы встре­ча­ют­ся на­столь­ко ред­ко, что не­дав­но не­боль­шой го­лу­бой брил­ли­ант в 2 ка­ра­та ушел с мо­лот­ка по­чти за $10 млн. А вот в МИСиСе дуб­ли­ру­ют дей­ствия при­ро­ды, ко­то­рые идут мил­ли­о­ны лет, за трое су­ток. Как же это по­лу­ча­ет­ся?

Ока­зы­ва­ет­ся, сам «кра­си­тель» име­ет­ся внут­ри каж­до­го, да­же са­мо­го про­зрач­но­го ал­ма­за — это ато­мы азо­та. Все за­ви­сит толь­ко от их кон­цен­тра­ции и рас­по­ло­же­ния. Вот в ла­бо­ра­то­рии их и за­став­ля­ют пе­ре­ме­щать­ся в нуж­ные ча­сти кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки ал­ма­за.

Од­на­ко, по сло­вам за­ве­ду­ю­ще­го ла­бо­ра­то­ри­ей Ни­ко­лая По­лу­ши­на, не во вся­ком при­род­ном ал­ма­зе мож­но из­ме­нить цвет, а толь­ко в тех, где кон­цен­тра­ция азо­та очень низ­ка — не вы­ше 100 ато­мов на мил­ли­он ато­мов уг­ле­ро­да (та­ко­го сы­рья в при­ро­де не боль­ше 3 про­цен­тов). По­это­му при­род­ный ал­маз сна­ча­ла ис­сле­ду­ют на спе­ци­аль­ном спек­тро­мет­ре. За­тем под­хо­дя­щий эк­зем­пляр под­вер­га­ют воз­дей­ствию вы­со­ких тем­пе­ра­тур, дав­ле­ния (что­бы до­бить­ся нуж­но­го пе­ре­рас­пре­де­ле­ния азо­та в кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ке) и об­лу­че­ния на уско­ри­те­ле элек­тро­нов (что­бы по­лу­чить ва­кан­сии — пу­стые ме­ста в ре­шет­ке ал­ма­за).

	Так вы­гля­дит чер­ный ал­маз.

— По су­ти, окрас­ка кри­стал­ла за­ви­сит от опре­де­лен­ных де­фек­тов в ре­шет­ке ал­ма­за, — го­во­рит По­лу­шин. — Для то­го что­бы про­зрач­ный ка­мень об­рел цвет, не­об­хо­ди­мо, что­бы из его кри­стал­ли­че­ской ре­шет­ки зем­ной или кос­ми­че­ской ра­ди­а­ци­ей был вы­бит один атом уг­ле­ро­да, об­ра­зо­ва­лась пу­сто­та (ва­кан­сия). За­тем ря­дом с ней дол­жен раз­ме­стить­ся еди­нич­ный атом азо­та. Все эти дей­ствия мы и про­из­во­дим в на­шем уско­ри­те­ле, прес­се и ва­ку­ум­ной пе­чи. Все на­прав­ле­но на то, что­бы со­здать за счет та­ко­го пар­но­го де­фек­та в ре­шет­ке ал­ма­за опре­де­лен­ные цен­тры окрас­ки. Они долж­ны рас­по­ла­гать­ся рав­но­мер­но. Чем боль­ше та­ких цен­тров, тем гу­ще цвет.

Но та­ким об­ра­зом, по сло­вам за­ве­ду­ю­ще­го ла­бо­ра­то­ри­ей, со­зда­ет­ся толь­ко один тип ал­ма­зов — ро­зо­вые. Го­лу­бые по­лу­ча­ют­ся уже дру­гим спо­со­бом — ме­то­дом «им­план­та­ции цве­та» внутрь ал­ма­за.

— В при­ро­де та­кой кри­сталл со­дер­жит не­боль­шие кон­цен­тра­ции бо­ра, — го­во­рит По­лу­шин. — Мож­но ид­ти по это­му пу­ти, но мы по­шли по дру­го­му: внед­ря­ем в ре­шет­ку ал­ма­за ато­мы во­до­ро­да — и они то­же да­ют го­лу­бую окрас­ку.

	Так вы­гля­дят окра­шен­ные в МИСиС при­род­ные ал­ма­зы.

— Как же вы их внед­ря­е­те?

— Это про­ис­хо­дит в уста­нов­ке вы­со­ко­го дав­ле­ния, в прес­се. По­гру­жа­ем в не­го ал­маз на спе­ци­аль­ную сре­ду (ших­ту), ко­то­рая при вы­со­ких дав­ле­ни­ях и тем­пе­ра­ту­рах раз­ла­га­ет­ся с вы­де­ле­ни­ем ато­мар­но­го во­до­ро­да. Даль­ше при вы­со­ких дав­ле­нии и тем­пе­ра­ту­ре эти ато­мы во­до­ро­да про­ни­ка­ют в ре­шет­ку ал­ма­за.

Сре­ди по­ка­зан­ных нам Ни­ко­ла­ем Ива­но­ви­чем об­раз­цов окра­шен­ных брил­ли­ан­тов пре­об­ла­да­ют ро­зо­вые и го­лу­бые.

— А как на­счет жел­тых? — спра­ши­ваю я.

— Жел­тых ал­ма­зов в при­ро­де зна­чи­тель­но боль­ше, и по це­не они де­шев­ле, чем про­зрач­ные, по­это­му ис­кус­ствен­но со­зда­вать та­кие нет смысла, хо­тя мож­но.

— А как со­зда­ют­ся чер­ные кри­стал­лы?

— Прин­цип их из­го­тов­ле­ния бо­лее про­стой: мы со­зда­ем боль­шую кон­цен­тра­цию ва­кан­сий — пу­стых мест в ре­шет­ке — и даль­ше так про­во­дим про­цесс на­гре­ва, что­бы в этих ме­стах про­ис­хо­дил пе­ре­ход ал­ма­за в гра­фит. У нас по­яв­ля­ет­ся мно­го мест с чер­ным гра­фи­том внут­ри. По­это­му ка­жет­ся, что весь кри­сталл чер­ный. Хо­чу сра­зу предо­сте­речь лю­би­те­лей та­ких ал­ма­зов: че­рес­чур вы­со­кие це­ны на них в юве­лир­ных ма­га­зи­нах не­оправ­дан­ны. Ма­ло кто зна­ет, что ча­ще все­го на из­го­тов­ле­ние чер­ных ал­ма­зов идет очень не­ка­че­ствен­ное сы­рье, к при­ме­ру, про­зрач­ный кри­сталл с ка­ким-то ино­род­ным вклю­че­ни­ем. Чер­но­та про­сто скры­ва­ет этот изъ­ян, хо­тя по­лу­ча­ет­ся очень кра­си­во.

	Ти­гель с ал­маз­ным по­рош­ком.

— А ка­че­ствен­ные чер­ные кри­стал­лы в при­ро­де бы­ва­ют?

— Бы­ва­ют, но ред­ко.

— Кто вам по­став­ля­ет сы­рье?

— Все сы­рье у нас по­ка бель­гий­ское. Сей­час мы от­пра­ви­ли по­став­щи­кам пар­тию окра­шен­ных кри­стал­лов для мар­ке­тин­го­во­го ис­сле­до­ва­ния. Хо­те­лось бы ра­бо­тать с оте­че­ствен­ны­ми до­быт­чи­ка­ми ал­ма­зов, но не по­лу­ча­ет­ся. Они ссы­ла­ют­ся на меж­кор­по­ра­тив­ное со­гла­ше­ние не фи­нан­си­ро­вать и не за­ни­мать­ся из­ме­не­ни­ем цве­та при­род­ных ал­ма­зов. С точ­ки зре­ния до­бы­ва­ю­щих кор­по­ра­ций, мо­жет, это и пра­виль­но — при­род­ные цвет­ные ал­ма­зы очень ред­ки и це­ны на них очень вы­со­ки.

— По­лу­ча­ет­ся, что ва­ша тех­но­ло­гия мо­жет су­ще­ствен­но сбить на них це­ну?

— Нет, мы же чест­но ука­зы­ва­ем, что на­ши при­род­ные ал­ма­зы окра­ше­ны ис­кус­ствен­ным пу­тем. Это как ес­ли срав­ни­вать брил­ли­ан­ты и ис­кус­ствен­ные брил­ли­ан­ты.

— Мож­но от­ли­чить ис­кус­ствен­но окра­шен­ные ал­ма­зы в бы­то­вых усло­ви­ях?

— Нет, толь­ко при ис­поль­зо­ва­нии спе­ци­аль­ных при­бо­ров. Но и эти ана­ли­зы не­од­но­знач­ны. Из на­шей пар­тии мы от­да­ли не­сколь­ко кри­стал­ли­ков в го­мо­ло­ги­че­ский центр в Ант­вер­пе­не, и спе­ци­а­ли­сты не смог­ли от­ли­чить на­ши от есте­ствен­но окра­шен­ных до­ро­гих брил­ли­ан­тов.

Кста­ти, в этом го­ду МИСиС стал пер­вым рос­сий­ским уни­вер­си­те­том, от­крыв­шим у се­бя пол­но­цен­ное на­прав­ле­ние под­го­тов­ки ба­ка­лав­ров по спе­ци­аль­но­сти «На­но­ма­те­ри­а­лы». И впол­не воз­мож­но, что вы­пуск­ни­ки этой ка­фед­ры смо­гут в бу­ду­щем усо­вер­шен­ство­вать ме­то­ды окрас­ки брил­ли­ан­тов.