Сияние технологий. Как в нашей стране получают изумруды без шахт и рудников

Изумруд — камень, который природа создает медленно и неохотно. Миллионы лет высокого давления, неимоверного жара, случайностей — и лишь немногие кристаллы выходят на свет. Но там, где геологи отступают, вперед выходит наука.

Да, Синеокая не располагает алмазными рудниками и изумрудными жилами. Но то, чего нельзя добыть из недр, здесь давно научились выращивать в лаборатории. В Научно-практическом центре по материаловедению Национальной академии наук Беларуси рождаются камни, сопоставимые с природными драгоценностями, — быстрее, точнее и под полным контролем ученых.

Синтетические алмазы и изумруды, созданные в лабораториях НПЦ, — это не бижутерия и не подделка. Это полноценные кристаллы с той же химической формулой, структурой и физическими свойствами, что и у природных камней. Разница лишь в одном: вместо миллионов лет — недели и месяцы научной работы.

Алмаз за четыре дня

Чтобы вырастить алмаз весом один карат, ученым НПЦ по материаловедению требуется около ста часов. В природных условиях на это ушли бы эпохи. В лаборатории же процесс поставлен на точную технологическую основу.

Монокристаллы алмаза здесь получают по одной из самых распространенных и надежных методик — ВДВТ, при высоких давлениях и температурах. В основу будущего камня закладывается крошечная «затравка» — алмазный зародыш, вокруг которого в ячейке из тугоплавкой керамики начинает расти кристалл. Источником углерода служит графит, а условия роста — давление и температура — регулируются с ювелирной точностью.

Результат — алмазы, которые невозможно отличить от природных без сложной экспертизы. «Это не имитация и не аналог, как, например, фианит, — подчеркивают специалисты центра. — Это настоящий алмаз, состоящий из углерода, с теми же свойствами и структурой. Он просто получен в лаборатории».

Цвет по формуле

Одно из ключевых преимуществ лабораторных камней — управляемость свойств и параметров. В процессе их роста или последующей обработки ученые могут изменять цвет кристалла, варьируя химический состав, температуру и давление.

В НПЦ выращивают не только классические бесцветные бриллианты, но и камни фантазийных оттенков — розовые, голубые, коньячные, сиреневые, персиковые. Самый большой был размером с крупную горошину. Причем вкусы рынка хорошо известны: в Беларуси чаще выбирают бесцветные камни, в Европе популярны розовые и голубые, а в Китае устойчивый спрос на красные, как дань традиции.

При этом синтетический бриллиант в среднем в 10 раз доступнее природного аналога того же качества, не требует специального декларирования и отличается высокой чистотой.

Изумруд под строгим секретом

Отдельная гордость НПЦ по материаловедению — синтетические изумруды, зеленые соперники бриллианта. Многие удивляются, что их выращивают у нас уже не первое десятилетие по сложной флюсовой технологии, разработка которой заняла несколько лет. Процесс идет при температурах около тысячи градусов и длится до трех месяцев. Используется исключительно платиновая оснастка — тигли, зажимы, держатели.

Затравочный кристалл — часть монокристалла берилла, вырезанная в строго заданном направлении. В результате ученые могут получить изумруд, максимально приближенный к природному — будь то колумбийский, уральский или шри-ланкийский по оттенку и структуре.

Технология держится в строжайшем секрете и постоянно совершенствуется.

«Мы можем воспроизвести практически любой природный изумруд, — отмечают в центре. — При этом обеспечивая стабильное качество и прогнозируемые свойства».

Средняя цена граненого синтетического изумруда — от $50 до $80 за карат, что делает его востребованным у ювелиров. Сегодня в моде изделия с мелкими камнями и изумрудной «обшивкой». Даже нагрудные знаки сотрудников Национальной академии наук украшены изумрудными вставками, выращенными в этих лабораториях. Были и другие статусные заказы.

В 2024 году с разработками НПЦ по материаловедению и знаменитыми искусственными изумрудами центра познакомилась первая женщина-космонавт суверенной Беларуси Марина Василевская: белорусская наука уверенно выходит на орбиту мирового престижа.

Стоит лишь со стороны увидеть этот сложный технологический путь, чтобы понять: «добыча» самоцветов остается тонким и кропотливым делом — пусть и не в шахтах, а в лабораторных залах. Показательно, что технологии выращивания изумрудов сегодня освоены всего в нескольких странах — помимо Беларуси, ими владеют лишь специалисты России, Китая и США. Особый вес этим достижениям придает и тот факт, что установки для синтеза зеленых камней в НПЦ по материаловедению созданы собственными силами ученых, с использованием отдельных комплектующих, закупленных у российских партнеров. Алмазы же в центре выращиваются на полностью российском оборудовании.

В отличие от природных камней, каждый белорусский изумруд проходит строгий контроль качества. Он экологичен, не требует разрушения природных месторождений и может производиться в необходимых объемах — от единичных образцов до промышленных партий.

В 1963 году впервые в мире был получен сверхтвердый материал, к которым относится и синтетический алмаз

Секреты идеальной огранки

Огранка — это высокоточный технологический процесс обработки драгоценных камней, от которого зависит не только форма, но и то, насколько ярко камень будет играть светом. Именно качественная огранка раскрывает блеск, глубину цвета и напрямую влияет на ценность камня.

Самой популярной считается круглая огранка — симметричная и максимально светопропускающая. Классический вариант с 57 гранями обеспечивает камню радужное сияние и используется как для центральных вставок, так и для россыпей. Близка к ней по игре света огранка «принцесса» — прямоугольная форма, появившаяся в XX веке. Ее ценят за эффектность и экономичность: при обработке теряется меньше веса камня.

Для крупных и особенно чистых самоцветов применяется огранка «изумруд» — строгий прямоугольник, подчеркивающий цвет и прозрачность. В противоположность ей кабошон — один из самых древних способов обработки: камню придают гладкую выпуклую форму без граней, раскрывая природные оптические эффекты, такие как «кошачий глаз» или звездчатость.

Около 60% массы теряет алмаз при огранке. К слову, его цена зависит не только от веса и цвета, но и от чистоты и формы.

Среди изящных и выразительных форм — овал, «груша» и «маркиз». Овал сегодня особенно популярен в обручальных кольцах, «груша» напоминает сияющую каплю, а «маркиз» с заостренными краями визуально удлиняет камень и украшение. К эффектным дизайнерским решениям относятся «триллион» — треугольная огранка с вариативным числом граней, и «сердце», одна из самых сложных форм, требующая безупречного мастерства огранщика.

Завершает классическую линейку «багет» — ступенчатая прямоугольная огранка, которая не прощает дефектов и служит настоящим индикатором качества камня. В ней особенно хорошо видны как достоинства, так и недостатки минерала, поэтому «багет» ценят за честность и строгую геометрию.

Не роскошь, а технология

Алмазы и изумруды — лишь часть портфеля НПЦ по материаловедению. Здесь создают сапфиры, рубины, александриты, разрабатывают графенсодержащие материалы, сверхтвердые покрытия и кристаллы для микроэлектроники, лазерной техники и промышленного инструмента.

История центра уходит корнями в советскую научную школу сверхтвердых материалов. Именно в Минске был создан один из трех ключевых научных центров СССР в этой области — Институт физики твердого тела и полупроводников. И все это время ученые вели научное сопровождение проектов, разрабатывали технологии. Разработки отечественных ученых внедрялись на производстве по всему Союзу, а сегодня востребованы далеко за пределами постсоветских республик.

Поскольку конкуренция на рынке искусственных камней сегодня высока, решающее значение приобретает уникальность продукта. В разработках НПЦ по материаловедению такая изюминка очевидна: она читается в ювелирных вставках с фантазийной огранкой, стилизованной под эстетику XVIII—XIX веков, и даже в особенностях роста кристаллов, которые здесь рассматривают не как изъян, а как знак индивидуальности и эксклюзивности каждого украшения.

Парадоксально, но факт: при том, что в Китае в отрасли задействованы сотни тысяч специалистов, именно в Беларусь приходят задачи, которые там решить не удается.

«К нам обращаются за сложными, нестандартными решениями, — говорят ученые. — Это и есть показатель уровня научной школы».

Науке известно более 2 тыс. наименований природных минералов, из которых в ювелирной промышленности используется около сотни, а особую ценность представляют едва ли два десятка.

Экспорт науки

Несмотря на санкционные ограничения, разработки НПЦ по материаловедению сохраняют и наращивают экспортный потенциал. Белорусские изумруды поставляются в Россию, страны Центральной Азии, а технологии и монокристаллы вызывают интерес у партнеров из Китая, стран Евросоюза, Юго-Восточной Азии, Ближнего Востока — везде, где стабильно растет спрос как на ювелирные камни лабораторного происхождения, так и на функциональные кристаллы для промышленности, применяемые в оптике, лазерной технике, приборостроении. Именно здесь особенно ценится предсказуемость качества и свойств.

Белорусский подход — это сочетание конкурентной цены и академического качества. Именно это делает разработки НПЦ интересными для зарубежных партнеров, производителей украшений и высокотехнологичных компаний.

«Для нас важно, чтобы за рубежом знали: Беларусь — это не только сырье, но и интеллектуальный продукт, — подчеркивают в центре. — Изумруд, выращенный здесь, — символ научного суверенитета и технологической зрелости».

Разработки центра регулярно представляются на международных выставках — в Шанхае, Алжире, на форумах «Беларусь — Узбекистан», национальных экспозициях и знаковых проектах. Белорусские изумруды стали частью подарочной дипломатии и научного имиджа страны.

Престиж, который растет

В планах НПЦ — приобретение высокопроизводительного оборудования, позволяющего выращивать более крупные алмазы всего за полторы недели. Это новый шаг к промышленному масштабу и укреплению позиций Беларуси на рынке высокотехнологичных материалов.

Белорусские ученые последовательно сужают границы невозможного, оставляя все меньше белых пятен и превращая академическую науку в источник экономической выгоды и национального престижа. Алмазы и изумруды, рожденные в лабораториях НПЦ по материаловедению, — это уже не экзотика, а прямое доказательство того, что интеллект способен заменить даже месторождения. Здесь создают не просто самоцветы как предмет роскоши — здесь формируют образ Беларуси как государства, умеющего работать с технологиями будущего.

Поэтому белорусский изумруд — это сверкающий камень, в гранях которого отражаются научная мысль, точность и инженерная школа. Когда наука умеет быть красивой, она становится по-настоящему драгоценной.

История изумруда начинается с Древнего Египта. Первые месторождения стали разрабатывать еще с 2000-1500 года до н. э. у берегов Красного моря. Природа щедра, но запасы ее не безграничны. Технологии не стоят на месте, и сейчас перед человеком раскрываются поистине безграничные возможности — скажем, изготовление синтетического изумруда.

ГО «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению»

220072, г. Минск, ул. Петруся бровки, 19, пом. 5

Тел.: +375 (17) 379-13-16, +375 (17) 250-11-24, +375 (29) 562-56-85

E-mail: priemnaya@physics.by, merkul@physics.by

Сайт: www.physics.by

УНП 100029036