培育人造宝石 苏联物理学家是如何做到的

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锆石(菲阿尼特单晶体)

俄罗斯最受欢迎的类似于钻石的宝石是菲阿尼特单晶体(Fianit)，这种晶体硬度和亮度几乎不逊于钻石，但价格非常低廉。它在国外被称为立方锆石（CZ或二氧化锆晶体），只有独联体国家称之为菲阿尼特单晶体。其名称是为纪念莫斯科科学院物理研究所(FIAN)起的，那里诞生过七位诺贝尔奖获得者。该研究所科学家致力于民用和军用行业光学开发，毕竟不只是珠宝业才需要晶体。这种晶体既可用于医疗工具（如牙医用的立方氧化锆涂层手术刀），也可用于光学仪器。但为了工业发展，需要研制出一种廉价、无缺陷、具有一定光学特性的类似于金刚石的晶体。早在二十世纪60年代科学院物理研究所就成立了一个单晶体部门，从事激光玻璃材料研发。

二十世纪70年代通过将二氧化锆加热到2500°C获得人工合成锆石。科学家小组由维切斯拉夫·奥西科（Vyacheslav Osiko）院士领衔，他也对这种新材料在各领域的应用非常重视。于是，珠宝匠也开始用这种晶体了。这种材料非常棒，不褪色，耐用，透明，经过适当切割特别像钻石。俄罗斯特别流行将锆石镶在黄金上，甚至经常与真宝石搭配。镶锆石首饰比镶钻石首饰便宜一两倍。

塔斯社

除无色锆石外，您还能看到适合于各种不同审美的粉色、黑色和黄色锆石。这是通过添加某些金属实现的。例如，要做成绿色，就要掺入铬；要做成白兰地色，就要掺入钛；要做成蓝色，就要掺入钴。当然，肉眼就能区分锆石和钻石。锆石透明，没缺陷，里边有气泡；另外，吹一下会起雾（真钻石不会起雾）。

合成翠绿宝石和红宝石

Viktor Vonog/塔斯社

由于可开采的地方很少，红宝石在珠宝界价格一直特别昂贵。欧洲科学家早在十九世纪就曾尝试人工合成红宝石和刚玉石。苏联时期大规模生产人造宝石取得巨大成功，基本上所有首饰上的红宝石都是合成的。与锆石一样，红宝石也应该用于工业生产——生产手表和激光器。

第一颗苏联刚玉石1939年出现在莫斯科晶体学研究所，1947年化学家阿列克谢·舒布尼科夫（Alexey Shubnikov）和萨瓦·波波夫（Savva Popov）开发出一种可大规模生产这种刚玉石的方法，他们也因此获得了国家奖。后来苏联人学会了人工合成变石。这种宝石在不同光线下可以变换颜色，从绿宝石到红宝石的颜色都可以变换。世界上只有少数几个地方可以开采这种宝石，而且乌拉尔变石被视为行业标准。

由于制作非常精良，苏联人工合成变石深受外国珠宝商青睐。晶体学研究所发明的方法被命名为水平定向结晶法（有时还能看到用科学家小组负责人的名字命名的“巴格达萨罗夫法”）。可以这样简单地描述一下：取一张钼片将其弯曲成小船形状，然后往里边掺入化学品混合物并送入加热装置。一星期内就能从这种混合物中长出变石。如今人工合成红宝石可拥有各种不同色调，受欢迎程度不逊于天然宝石。天然宝石和人工合成宝石具有不同吸收光谱，可以用专门的光谱仪区分它们。此外，里边没有杂质的天然宝石很罕见。

地温绿宝石

地温合成的彩色绿柱石晶体和绿宝石晶体 / Vladimir Zinin/塔斯社

尽管俄罗斯乌拉尔地区有规模相当大的绿宝石矿，但也需廉价类似品用于工业生产。二十世纪70年代初新西伯利亚地质和地球物理研究所科学家在弗拉基米尔·科里亚辛（Vladimir Klyakhin）率领下在制作人工合成绿宝石方面取得突破。主要是他们实现了从地温溶液中获取的绿宝石晶体的稳定生长，而且合成绿宝石颜色非常饱满，没有裂缝。二十世纪80年代末该技术获批用于量产，成立了泰俄合资企业TAIRUS公司，开始生产“Russian emerald”品牌晶体，产品远销海外。获得100克地温绿宝石约需一个月时间。

这种生产非常成功，如今不仅培育各种类型的绿宝石，还制作变石、红宝石和蓝宝石。据TAIRUS公司工作人员介绍，地温宝石有与天然宝石完全相同的特性，只不过是人工合成的。

本文由《Russia Beyond》编辑部即TV-Novosti自治非盈利机构项目准备

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埃列奥诺拉•戈利德曼（Eleonora Goldman）