Он зарождается в недрах красных звездных гигантов, входит в состав жизненно необходимых жиров, аминокислот и углеводов, может образовывать миллионы соединений с разными химическими элементами и в зависимости от структуры имеет абсолютно разные механические свойства. Мягкий и ломкий стержень карандаша и самый твердый минерал алмаз состоят из одного и того же строительного материала - углерода. Благодаря чему алмаз настолько уникален? Где его используют? В чем его ценность?

Несокрушимый теплопроводник

В переводе с древнегреческого языка слово "алмаз" обозначает "несокрушимый". Еще до времен античности людям была известна невероятная прочность этого камня. В древности алмазами широко торговали в Индии и Египте. А на европейские просторы этот минерал попал после захватнических походов Александра Македонского. Он привез камни в качестве магических артефактов. Древние греки называли этот самый твердый минерал слезами богов, которые попали на землю.

Но секрет несокрушимости камня кроется, конечно, не в мистике и не в связи с духовным миром. Четкая структура решетки элемента в виде тетраэдров и сильная связь между атомами углерода обеспечивают самую высокую прочность. Благодаря этой же является отличным теплопроводником. К примеру, если бы было возможно сделать чайную ложечку из цельного куска алмаза, вы не смогли бы размешать ею сахар в горячем чае, потому что обожглись бы в тот же момент, как только ложечка прикоснулась бы к кипятку.

Сравнение твердости минералов

Как определить, какой минерал - самый твердый? Этим вопросом в девятнадцатом веке вплотную занялся талантливый немецкий минеролог Карл Фридрих Моос. В 1811 году ученый предложил использовать для определения твердости различных минералов сравнительную шкалу. Она состоит из десяти пунктов, каждому из которых соответствует определенный минерал. Первый (тальк) - самый мягкий, а последний, соответственно - самый твердый. Проверка осуществляется экспериментально. Если образец (к примеру, серебро) царапается флюоритом, который по шкале располагается на четвертой строчке, но не повреждается гипсом (эталон шкалы под номером два), значит, серебро имеет твердость 3 по шкале Мооса.

Самый твердый минерал - это алмаз. Он занимает десятую строчку. И хотя таблица Мооса была введена в обращение еще в начале девятнадцатого века, она до сих пор остается широко применимой. Однако стоит помнить, что данная таблица не является линейной. Это значит, что алмаз, находящийся под десятым номером, не будет ровно в два раза тверже апатита, который занимает пятое место в таблице. Для определения абсолютного значения твердости применяются другие методы.

Из королей в рабочие

Долгое время алмазы были прерогативой исключительно ювелирных мастеров. Однако с развитием промышленности этот самый твердый минерал все чаще стал рассматриваться не только с привычной эстетической стороны, но и с точки зрения его уникальных физических свойств. Сначала при производстве инструментов использовали природные алмазы, не подлежащие огранке. Это камни, которые имели такие дефекты, которые невозможно было устранить ювелиру. Их стали называть техническими алмазами.

Шло время, и потребность в инструментах с алмазными режущими и сверлящими кромками возрастала. К примеру, в сфере строительства весьма востребованы Их преимущество перед собратьями, выполненными из сплавов твердых металлов, - в том, что при работе алмазным сверлом в материале не образуются микротрещины. Алмаз легко и чисто срезает любой материал, будь то камень, бетон или металл. А отсутствие микротрещин - залог долговечности строения. К тому же сам процесс работы проходит значительно быстрее, заметно легче и намного тише.

Исходя из этого, неудивительно, что, по данным за 2016 год, только в одной России выпускается 1200 видов различного инструмента и оборудования, основной рабочей частью которых является алмаз.

Применение в медицине

Самый твердый минерал в природе подходит не только для использования в обработке грубых и твердых пород. Алмаз также незаменим в медицинских инструментах. Ведь чем тоньше и аккуратнее разрез тканей, тем лучше организм справляется с восстановлением. А для сложных операций на жизненно важных органах ширина разреза и подавно играет решающую роль.

Кроме того, скальпель с тонкой алмазной пленкой на лезвии остается острым на протяжении длительного периода времени.

Перспективы в электронике

Активно продвигается и разработка алмазных интегральных микросхем. В них крошечные алмазы используются для подложки. Техника, произведенная таким методом, более устойчива к перепаду температур и большим скачкам напряжения. Еще алмазы можно использовать для передачи данных в телекоммуникации. Особенности этих кристаллов позволяют передавать сигналы разной частоты одновременно по одному и тому же кабелю.

Самый твердый минерал на Земле помогает в освоении космоса

Также алмаз востребован в химической промышленности. Агрессивная среда, которая запросто повреждает стекло, абсолютно не страшна для алмаза. Физики используют кристаллы для проведения экспериментов по квантовой физике и исследования космического пространства.

При создании оптики телескопов требования к точности и надежности материалов становятся критичными. Тут в игру и вступает самый твердый природный минерал, который отличается выдающимися физическими и химическими параметрами.

Синтезирование алмазов

При столь интенсивном спросе на самый твердый драгоценный минерал остро встал вопрос о его искусственном синтезировании. Отметим, что никакие запасы камней не в состоянии удовлетворить все нарастающую потребность. И после длительных экспериментов ученым удалось создать аналог природного алмаза, обладающий всеми необходимыми особенностями. К сегодняшнему дню производство для промышленных нужд уже стало обыденной практикой.

Существует несколько методик синтезирования этого минерала. Первая - наиболее приближенная к его формированию в естественной среде. Синтез производят, используя сверхвысокую температуру и огромное давление. Вторая методика позволяет извлекать алмаз из пара. Она используется в пленочной технологии - кристаллы тончайшей пленкой наносят на режущие кромки инструментов. Особенно этот метод востребован в изготовлении хирургических инструментов. А третий производит россыпь мелких кристаллов при помощи детонации и быстрого охлаждения.

Эксперименты продолжались, и был синтезирован нитрид бора, который на 20% тверже природного алмаза. Однако пока этого вещества настолько мало, что алмаз традиционно продолжают считать самым твердым минералом.

Окружающий нас мир таит в себе еще множество загадок, но даже давно известные ученым явления и вещества не перестают удивлять и восторгать. Мы любуемся яркими красками, наслаждаемся вкусами и используем свойства всевозможных веществ, делающих нашу жизнь комфортнее, безопаснее и приятнее. В поисках самых надежных и крепких материалов человек совершил немало восторгающих открытий, и перед вами подборка как раз из 25 таких уникальных соединений!

25. Алмазы

Об этом точно знают если не все, то почти все. Алмазы – это не только одни из самых почитаемых драгоценных камней, но и один из самых твердых минералов на Земле. По шкале Мооса (шкала твёрдости, в которой оценка дается по реакции минерала на царапание) алмаз числится на 10 строчке. Всего в шкале 10 позиций, и 10-ая – последняя и самая твердая степень. Алмазы такие твердые, что поцарапать их можно разве что другими алмазами.

24. Ловчие сети паука вида Caerostris darwini


Фото: pixabay

В это сложно поверить, но сеть паука Caerostris darwini (или паук Дарвина) крепче стали и тверже кевлара. Эту паутину признали самым твердым биологическим материалом в мире, хотя сейчас у нее уже появился потенциальный конкурент, но данные еще не подтверждены. Паучье волокно проверили на такие характеристики, как разрушающая деформация, ударная вязкость, предел прочности и модуль Юнга (свойство материала сопротивляться растяжению, сжатию при упругой деформации), и по всем этим показателям паутина проявила себя удивительнейшим образом. Вдобавок ловчая сеть паука Дарвина невероятно легкая. Например, если волокном Caerostris darwini обернуть нашу планету, вес такой длинной нити составит всего 500 граммов. Таких длинных сетей не существует, но теоретические подсчеты просто поражают!

23. Аэрографит


Фото: BrokenSphere

Эта синтетическая пена – один из самых легких волокнистых материалов в мире, и она представляет собой сеть углеродных трубочек диаметром всего в несколько микронов. Аэрографит в 75 раз легче пенопласта, но при этом намного прочнее и пластичнее. Его можно сжать до размеров, в 30 раз меньших первоначального вида, без какого-либо вреда для его чрезвычайно эластичной структуры. Благодаря этому свойству аэрографитная пена может выдержать нагрузку, в 40 000 раз превышающую ее собственный вес.

22. Палладиевое металлическое стекло


Фото: pixabay

Команда ученых их Калифорнийского технического института и Лаборатории Беркли (California Institute of Technology, Berkeley Lab) разработала новый вид металлического стекла, совместивший в себе практически идеальную комбинацию прочности и пластичности. Причина уникальности нового материала кроется в том, что его химическая структура успешно скрадывает хрупкость существующих стеклообразных материалов и при этом сохраняет высокий порог выносливости, что в итоге значительно увеличивает усталостную прочность этой синтетической структуры.

21. Карбид вольфрама


Фото: pixabay

Карбид вольфрама – это невероятно твердый материал, обладающий высокой износостойкостью. В определенных условиях это соединение считается очень хрупким, но под большой нагрузкой оно показывает уникальные пластические свойства, проявляющиеся в виде полос скольжения. Благодаря всем этим качествам карбид вольфрама используется в изготовлении бронебойных наконечников и различного оборудования, включая всевозможные резцы, абразивные диски, свёрла, фрезы, долота для бурения и другие режущие инструменты.

20. Карбид кремния


Фото: Tiia Monto

Карбид кремния – один из основных материалов, используемых для производства боевых танков. Это соединение известно своей низкой стоимостью, выдающейся тугоплавкостью и высокой твердостью, и поэтому оно часто используется в изготовлении оборудования или снаряжения, которое должно отражать пули, разрезать или шлифовать другие прочные материалы. Из карбида кремния получаются отличные абразивы, полупроводники и даже вставки в ювелирные украшения, имитирующие алмазы.

19. Кубический нитрид бора


Фото: wikimedia commons

Кубический нитрид бора – это сверхтвердый материал, по своей твердости схожий с алмазом, но обладающий и рядом отличительных преимуществ – высокой температурной устойчивости и химической стойкости. Кубический нитрид бора не растворяется в железе и никеле даже под воздействием высоких температур, в то время как алмаз в таких же условиях вступает в химические реакции достаточно быстро. На деле это выгодно для его использования в промышленных шлифовальных инструментах.

18. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), марка волокон «Дайнима» (Dyneema)


Фото: Justsail

Полиэтилен с высоким модулем упругости обладает чрезвычайно высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения и высокой вязкостью разрушения (низкотемпературная надёжность). Сегодня его считают самым прочным волокнистым веществом в мире. Самое удивительное в этом полиэтилене то, что он легче воды и одновременно может останавливать пули! Тросы и канаты из волокон Дайнима не тонут в воде, не нуждаются в смазке и не меняют свои свойства при намокании, что очень актуально для судостроения.

17. Титановые сплавы


Фото: Alchemist-hp (pse-mendelejew.de)

Титановые сплавы невероятно пластичные и демонстрируют удивительную прочность во время растяжения. Вдобавок они обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, что делает их крайне полезными в таких областях, как авиастроение, ракетостроение, судостроение, химическое, пищевое и транспортное машиностроение.

16. Сплав Liquidmetal


Фото: pixabay

Разработанный в 2003 году в Калифорнийском техническом институте (California Institute of Technology), этот материал славится своей силой и прочностью. Название соединения ассоциируется с чем-то хрупким и жидким, но при комнатной температуре оно на самом деле необычайно твердое, износостойкое, не боится коррозии и при нагревании трансформируется, как термопласты. Основными сферами применения пока что являются изготовление часов, клюшек для гольфа и покрытий для мобильных телефонов (Vertu, iPhone).

15. Наноцеллюлоза


Фото: pixabay

Наноцеллюлозу выделяют из древесного волокна, и она представляет собой новый вид деревянного материала, который прочнее даже стали! Вдобавок наноцеллюлоза еще и дешевле. Инновация имеет большой потенциал и в будущем может составить серьезную конкуренцию стеклу и углеволокну. Разработчики считают, что этот материал вскоре будет пользоваться большим спросом в производстве армейской брони, супергибких экранов, фильтров, гибких батареек, абсорбирующих аэрогелей и биотоплива.

14. Зубы улиток вида «морское блюдечко»


Фото: pixabay

Ранее мы уже рассказали вам о ловчей сети паука Дарвина, которую некогда признали самым прочным биологическим материалом на планете. Однако недавнее исследование показало, что именно морского блюдечка – наиболее прочная из известных науке биологических субстанций. Да-да, эти зубки прочнее паутины Caerostris darwini. И это неудивительно, ведь крошечные морские создания питаются водорослями, растущими на поверхности суровых скал, и чтобы отделить пищу от горной породы, этим зверькам приходится потрудиться. Ученые полагают, что в будущем мы сможем использовать пример волокнистой структуры зубов морских блюдечек в машиностроительной промышленности и начнем строить автомобили, лодки и даже воздушные суда повышенной прочности, вдохновившись примером простых улиток.

13. Мартенситно-стареющая сталь


Фото: pixabay

Мартенситно-стареющая сталь – это высокопрочный и высоколегированный сплав, обладающий превосходной пластичностью и вязкостью. Материал широко распространен в ракетостроении и используется для изготовления всевозможных инструментов.

12. Осмий


Фото: Periodictableru / www.periodictable.ru

Осмий – невероятно плотный элемент, и благодаря своей твердости и высокой температуре плавления он с трудом поддается механической обработке. Именно поэтому осмий используют там, где долговечность и прочность ценятся больше всего. Сплавы с осмием встречаются в электрических контактах, ракетостроении, военных снарядах, хирургических имплантатах и применяются еще во многих других областях.

11. Кевлар


Фото: wikimedia commons

Кевлар – это высокопрочное волокно, которое можно встретить в автомобильных шинах, тормозных колодках, кабелях, протезно-ортопедических изделиях, бронежилетах, тканях защитной одежды, судостроении и в деталях беспилотных летательных аппаратов. Материал стал практически синонимом прочности и представляет собой вид пластика с невероятно высокой прочностью и эластичностью. Предел прочности кевлара в 8 раз выше, чем у стального провода, а плавиться он начинает при температуре в 450℃.

10. Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности, марка волокон «Спектра» (Spectra)


Фото: Tomas Castelazo, www.tomascastelazo.com / Wikimedia Commons

СВМПЭ – это по сути очень прочный пластик. Спектра, марка СВМПЭ, – это в свою очередь легкое волокно высочайшей износостойкости, в 10 раз превосходящее по этому показателю сталь. Как и кевлар, спектра используется в изготовлении бронежилетов и защитных шлемов. Наряду с СВМПЭ марки дайнимо спектра популярна в судостроении и транспортной промышленности.

9. Графен


Фото: pixabay

Графен – это аллотропная модификация углерода, и его кристаллическая решетка толщиной всего в один атом настолько прочная, что она в 200 раз тверже стали. Графен с виду похож на пищевую пленку, но порвать его – практически непосильная задача. Чтобы пробить графеновый лист насквозь, вам придется воткнуть в него карандаш, на котором должен будет балансировать груз весом с целый школьный автобус. Удачи!

8. Бумага из углеродных нанотрубок


Фото: pixabay

Благодаря нанотехнологиям ученым удалось сделать бумагу, которая в 50 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Листы из углеродных нанотрубок в 10 раз легче стали, но удивительнее всего то, что по прочности они превосходят в целых 500 раз! Макроскопические пластины из нанотрубок наиболее перспективны для изготовления электродов суперконденсаторов.

7. Металлическая микрорешетка


Фото: pixabay

Перед вами самый легкий в мире металл! Металлическая микрорешетка – это синтетический пористый материал, который в 100 раз легче пенопласта. Но пусть его внешний вид не вводит вас в заблуждение, ведь эти микрорешетки заодно и невероятно прочные, благодаря чему они обладают большим потенциалом для использования во всевозможных инженерных областях. Из них можно изготавливать превосходные амортизаторы и тепловые изоляторы, а удивительная способность этого металла сжиматься и возвращаться в своё первоначальное состояние позволяет использовать его для накопления энергии. Металлические микрорешетки также активно применяются в производстве различных деталей для летательных аппаратов американской компании Boeing.

6. Углеродные нанотрубки


Фото: User Mstroeck / en.wikipedia

Выше мы уже рассказывали про сверхпрочные макроскопические пластины из углеродных нанотрубок. Но что же это за материал такой? По сути это свернутые в трубку графеновые плоскости (9-ый пункт). В результате получается невероятно легкий, упругий и прочный материал широкого спектра применения.

5. Аэрографен


Фото: wikimedia commons

Известный также как графеновый аэрогель, этот материал чрезвычайно легкий и прочный одновременно. В новом виде геля жидкая фаза полностью заменена на газообразную, и он отличается сенсационной твердостью, жаропрочностью, низкой плотностью и низкой теплопроводностью. Невероятно, но графеновый аэрогель в 7 раз легче воздуха! Уникальное соединение способно восстанавливать свою изначальную форму даже после 90% сжатия и может впитывать такое количество масла, которое в 900 раз превышает вес используемого для абсорбции аэрографена. Возможно, в будущем этот класс материалов поможет в борьбе с такими экологическими катастрофами, как разливы нефти.

4. Материал без названия, разработка Массачусетского технологического института (MIT)


Фото: pixabay

Пока вы читаете эти строки, команда ученых из MIT работает над усовершенствованием свойств графена. Исследователи заявили, что им уже удалось преобразовать двумерную структуру этого материала в трехмерную. Новая графеновая субстанция еще не получила своего названия, но уже известно, что ее плотность в 20 раз меньше, чем у стали, а ее прочность в 10 раз выше аналогичной характеристики стали.

3. Карбин


Фото: Smokefoot

Хоть это и всего лишь линейные цепочки атомов углерода, карбин обладает в 2 раза более высоким пределом прочности, чем графен, и он в 3 раза жестче алмаза!

2. Нитрид бора вюрцитной модификации


Фото: pixabay

Это недавно открытое природное вещество формируется во время вулканических извержений, и оно на 18% тверже алмазов. Впрочем, алмазы оно превосходит еще по целому ряду других параметров. Вюрцитный нитрид бора – одна из всего 2 натуральных субстанций, обнаруженных на Земле, которая тверже алмаза. Проблема в том, что таких нитридов в природе очень мало, и поэтому их непросто изучать или применять на практике.

1. Лонсдейлит


Фото: pixabay

Известный также как алмаз гексагональный, лонсдейлит состоит из атомов углерода, но в случае данной модификации атомы располагаются несколько иначе. Как и вюрцитный нитрид бора, лонсдейлит – превосходящая по твердости алмаз природная субстанция. Причем этот удивительный минерал тверже алмаза на целых 58%! Подобно нитриду бора вюрцитной модификации, это соединение встречается крайне редко. Иногда лонсдейлит образуется во время столкновения с Землей метеоритов, в состав которых входит графит.

18.12.2018

Не один раз мы слышали утверждение: крепкий как гранит. И это вполне заслуженно. Гранит, сиенит, лабрадорит, черный габбро – это самые прочные и твердые горные породы. Они образовались миллионы лет назад непосредственно из магмы, в результате постепенного остывания ее в глубинах Земли, под очень высоким давлением жидкие породы кристаллизовались и образовали очень плотную породу (плотностью от 2400 до 3000 кг/куб.м), структура которых зернистая полнокристаллическая, а текстура – заметная, даже массивная. Прочность их на сжатие также впечатляет – до 300 МПа (для сравнения – самый твердый кирпич имеет максимум 150 МПа). И другие характеристики поразительны: будучи полностью погруженной в воду, габбро горная порода выдерживает до 100 циклов, а граниты – до 200 циклов попеременного замораживания/оттаивания (тот же кирпич – максимум 15). Износ этих пород составляет меньше 0,12 мм за год, при условии, что за этот год по камню пройдется миллион человек.

Такой разный камень

Все перечисленные глубинные породы внешне достаточно похожи между собой. Часто непрофессионалу очень трудно отличить габбро диабаз от мелкозернистого гранита. Так же и лабрадорит, который имеет черный окрас и темно-синими прожилками очень похож на черный гранит, хотя последний более однороден. Причина такой схожести в том, что все эти породы имеют почти одинаковый минеральный состав, в который ходят шпаты, кварц, слюда, цветные минералы, но пропорции их содержания разнятся.

Наибольше разных видов, расцветок и текстур имеет гранит. Например, в России есть месторождения красно-коричневых, белых и серых сортов, очень ценный черный карельский гранит . В Украине и Белоруссии встречаются в основном серые и красные оттенки. Испанские граниты зеленоватые, розовые и черные, а итальянские – всех тонов серого цвета. Наиболее богат разноцветными гранитами Китай: розовый, желтый, зеленый всех оттенков и иссиня черный. Чем мельче зернистость, то камень более твердый, прочный и морозостойкий. Сопротивляемость выветриванию и кислотоупорность больше у тех сортов, которые содержит больше диоксида кремния. А красота зависит от количества слюды, которая сверкает и переливается на солнце. Правда, одновременно ее наличие ухудшает строительные качества.

Нельзя не сказать и о некоторых ограничениях, связанных с использованием этого типа природных камней. Во-первых, гранит габбро диабаз достаточно тяжелый материал. Только поэтому из него выполняют только облицовку зданий – фасадную и внутреннюю. А, также используют для мощения, изготавливают памятники из
гранита и габбро , применяют в ландшафтном дизайне для строительства альпийских горок и рокариев. Второй момент, который надо учитывать – граниты достаточно хрупкие, поэтому, чтобы облицовка из них выдерживала ударные нагрузки, они должны иметь определенную толщину, а также, применяется особый способ монтажа. В-третьих, твердые горные породы трескаются при температурах свыше 650 градусов Цельсия. Поэтому их не используют для выкладывания топок даже очень солидных каминов, а только для их облицовки.

Вулканические горные породы

Кроме таких материалов, как черный гранит
и габбро, к крепким породам относят также базальты, липариты, диабазы, порфиры и трахиты. По своему составу они не отличаются от глубинных камней, но образовались немного в других условиях – как продукт вулканической деятельности. Трахиты и порфиры имеют очень красивую текстуру и цвет, по плотности и возможности обработки напоминают мрамор (2600-2800 кг/куб.м) и используются как отделочный материал. Базальты и диабазы более плотные – до 3200 кг/куб.м, обладают более скромной окраской – черный, серый разных оттенков с зеленцой и чаще применяются для отделки фундаментов, устройства подпорных стенок, мощения. Плитка брусчатка из габбро практически не имеет сноса. Например, покрытие на Красной площади при том, что там за год проходит несколько миллионов человек, стесывается за это время меньше, чем на половину миллиметра.

ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ

БРИЛЛИАНТ

Бриллиант — разновидность кристаллического углерода, твердость -10 баллов по шкале Мооса, (самый твердый камень); благодаря особенностям внутренней структуры камня происходит сильное расщепление света внутри камня, обеспечивающую непревзойденную «игру» (иризацию). Лучший вариант огранки — классическая бриллиантовая (КР-57).
Бриллиант — это ограненный алмаз. Алмазы известны людям уже около пяти тысяч лет. Арабы называли его «алмас» — наитвердейший. Греки дали ему имя «адамас», что в переводе означает неодолимый, несокрушимый.

Бриллиант — самый ценный среди всех ювелирных камней. Ни один самоцвет не сравнится с ним яркостью блеска и игрой всех цветов радуги. Причем это свойство сохраняется, даже если кольцо или серьги с бриллиантами давно не чистили. Высокая цена объясняется редкостью и исключительной сложностью огранки. По старинному поверью, огранку нельзя бросать надолго и передавать работу друг другу, так как качество будет гораздо хуже.
Очень высоко ценятся совершенно бесцветные (чистой воды) или чуть голубоватые разновидности. К сожалению, большинство бриллиантов имеет слабую желтоватую, буроватую и другие окраски, которые снижают их ценность. Существуют голубые, розовые, красные, зеленые, желтые, оранжевые, синие и чёрные бриллианты.

Самый крупный из найденных алмазов — «Куллинан», бриллиант «Орлов» с зеленовато-голубым отливом венчает царский скипетр России. Великолепный бриллиант «Хоуп» массой всего 45,5 карата имеет редчайший сапфирово-синий цвет. Сегодня он — самый дорогой небольшой предмет в мире, каждый его карат стоит около 5 млн. долларов!

В 2000 году была создана уникальная организация — Кимберлийский процесс, цель которой — борьба за «чистоту» происхождения алмазов. Каждая страна-участница, добывающая и приобретающая их, может торговать только при наличии кимберлийского сертификата, подтверждающего законное происхождение камней.
Распространенное заблуждение, что фианит (кубический цирконий) — искусственный бриллиант. Однако это не так, фианит — искусственный кристалл, чаще всего используемый как заменитель бриллианта. А технология создания искусственных бриллиантов настолько сложна, что полученная таким способом драгоценность будет в три раза дороже натуральной.

РУБИН

Рубин — прозрачная разновидность корунда, а благодаря примеси хрома камень сверкает глубоким красным цветом. Твёрдость по шкале Мооса — 9 баллов. Палитра самоцвета весьма разнообразна, начиная от светло-розового оттенка и заканчивая насыщенным красным. Встречаются рубины, сочетающие в себе синий и красный цвета, что дает лиловую или фиолетовую окраску. Иногда в камне имеются включения минерала рутила, что придает шелковистый, перламутровый отлив и эффект астеризма.

Рубин — один из четырёх наиболее дорогих ювелирных камней. По твердости он уступает только алмазу, а звездчатые кристаллы ценятся дороже бриллиантов. Такие разновидности удивительно красивы — в центре горит яркая искрящаяся точка, от которой по поверхности расходятся шесть мерцающих лучей. Среди рубинов своим очарованием и стоимостью выделяется также оттенок пронзительного красного с фиолетовым отливом, называемый «голубиной кровью». Традиционно ценнее всего камни густо-красные, с легким пурпурным оттенком.

Крупные кристаллы встречаются в природе значительно реже таких же алмазов: самый большой известный ювелирный рубин весил 400 карат, из него огранили три камня. Стоимость природного рубина очень высока, и его себе может позволить далеко не каждый. А вот синтетический кристалл доступен многим почитателям прекрасного камня, благодаря французскому химику А. Е. Александру, создавшему искусственный рубин в своей лаборатории в 1910 году.

В древнеиндийском трактате, за две тысячи лет до Рождества Христова, его называют «царем драгоценных камней». В Бирме, где с древности добываются лучшие рубины мира, считают, что он приносит неуязвимость, но для этого его надо было носить не снимая, чтобы он стал как бы частью тела владельца, после чего хозяин может не бояться ни копья, ни меча, ни стрелы. Бирманцы свято верят, что национальный герой Бирмы — Аун Сан, никогда не расстававшийся с рубином, был убит террористами, впервые забыв в этот день свой амулет в ванной комнате.
Самый крупный из известных рубинов «Раджа ратна» имеет массу почти полкилограмма (2475 карат) и принадлежит скромному индийскому адвокату, получившему его в наследство.
В старину практически все красные самоцветы величались рубинами, и многие знаменитые из них оказались при проверке благородными шпинелями, гранатами, турмалинами. Так, красный камень величиной с голубиное яйцо (250 карат), который шведский король Густав Адольф III подарил императрице Екатерине II как рубин, оказался розовым турмалином.

САПФИР

Сапфир в переводе с греческого означает «синий». Удивительно, что этот камень пронзительного синего цвета является ближайшим родственником кроваво-красного рубина. Это тоже корунд, а своим цветом он обязан примеси титана. При выращивании искусственных сапфиров тоже добавляют титан, но необыкновенно сложно воссоздать то разнообразие цветовых оттенков, которыми расцветила самоцвет природа: это и нежно- голубой, и густо-синий, индиго — синий, лиловый. Встречаются также камни, обладающие эффектом астеризма. Такие кристаллы называются звездчатыми, в них при определенном освещении зажигается сверкающая шести — лучевая звезда. Твёрдость камня по шкале Мооса — 9 баллов.

Сапфир входит в четверку самых дорогих камней мира. Встречается он чаще рубина, нередко в виде очень крупных камней. Больше всего ценятся прозрачные кашмирские сапфиры васильково-синего цвета, прославившиеся тем, что сохраняют цвет при искусственном освещении, что для этого кристалла редкость. Чем сочнее и ярче синева природного сапфира, тем выше его цена. Сапфир очень твердый, поцарапать его может только алмаз, поэтому он прекрасно подходит для колец и браслетов.

Название этого камня происходит от греческого «сапфейрос» — синий или голубой ценный камень, хотя само греческое слово, возможно, происходит от вавилонского «сипру» — царапающий. Раньше сапфиром считали только синие корунды. Теперь же к таковым относят корунды самых разных цветов: желтые, лиловые, зеленые, оранжевые и бесцветные, кроме красного. Цвет камня, как правило, оговаривают специально: зеленый сапфир, желтый сапфир и т. д. В ином случае подразумевается только синий или голубой сапфир.

Сильные мира сего всегда питали слабость к нежному блеску сапфира. Благодаря своей дивной небесной окраске его уже в Древней Греции и Древнем Риме считают священным и посвящают отцу всех богов — Зевсу. Носить его в кольце на указательном пальце могут только жрецы, камень помогает им услышать и понять сказанное оракулом. Индийские первосвященники носят кулон с сапфиром на груди, и это украшение называется Истиной.
Согласно книге великого Исхода, бог Яхве дал Моисею десять заповедей, выгравированных на сапфировых скрижалях (больших камнях). В Средние века сапфир почитают как символ святости, непогрешимости и незыблемости власти, им обильно украшают короны и другие свои регалии цари. Борис Годунов, большой любитель самоцветов, считал его самым красивым и могущественным талисманом.
Удивительные по красоте сапфиры хранятся в Алмазном фонда России. Один из них, «Держава императорская» (200 карат), вмонтирован в крест державы Российской империи, другой — васильково-синего цвета массой 258 карат — вставлен в драгоценную брошь.

ИЗУМРУД

Изумруд — ярко-зеленый берилл. Зеленый цвет его обусловлен наличием примесей хрома, железа и ванадия. Твёрдость камня по шкале Мооса- 8. Это очень хрупкий самоцвет, и зачастую трещины и сколы значительно снижают его качество. Поэтому грани кристалла часто покрывают сложной гравировкой, чтобы скрыть дефекты. Интересно, что этот камень почти всегда обрабатывается ступенчатой огранкой, она носит название изумрудной.

Изумруд — ювелирный кристалл высочайшего класса, многие из них ценятся дороже алмазов. Особую ценность камню придает густота цвета и прозрачность, отсутствие включений и трещин.
В настоящее время в ювелирных изделиях широко используют искусственные камни, синтезируемые в Швейцарии, Франции, Германии. Ограненные изумруды в ювелирных изделиях благодаря равномерной зеленой окраске и сильному блеску не уступают бриллиантам — и по стоимости, и по своей совершенной красоте.
Зеленый самоцвет прославился как талисман матерей. Говорят, он покровительствует беременным. Египетские жрецы предписывали женщинам в ожидании ребенка непременно носить кольцо с изумрудом и класть потом в колыбель к младенцу. Людям с плохой памятью и, имеющим слабое зрение, этот минерал советуют носить в ожерельях и подвесках на шее, а кольцо с ним лучше надевать на мизинец.

Судя по древнеегипетским папирусам, изумруд знаком человеку не менее 6,5 тысячелетий. С доисторических времен и до сих пор драгоценный камень сохраняет выдающееся положение на рынке самоцветов, особенно на Востоке, так как олицетворяет священный цвет ислама. Изумруд был любимым камнем Клеопатры. Она одаривала приближенных вельмож своеобразными талисманами со своим изображением, выгравированным на изумруде.

Одна из самых удивительных легенд об этом камне — изумруд упал с головы самого Люцифера, когда его изгоняли из рая. Из него был выточен Святой Грааль, из которого пил на тайной вечере сам Христос. На Голгофе в эту чашу была собрана кровь распятого Иисуса, после чего она приобрела чудодейственную силу — даровала многие годы жизни тому, кто пил из нее.

Любопытно, что самый крупный из изумрудов найден в 1970 году на Украине. Его назвали «Юбилейным Ленинским». Он весит 5360 г (26800 карат), как арбуз внушительных размеров!

АЛЕКСАНДРИТ

Александрит — это разновидность хризоберилла, в России он относится к драгоценным камням. Обладает редким свойством — реверсом, т. е. меняет цвет в зависимости от типа освещения: днем его цветовая гамма варьирует от темно-синего до изумрудно-зеленого, а при искусственном освещении александрит приобретает пурпурно-красный цвет.
Твёрдость по Моосу — 8,5.

Самый большой русский александрит имеет массу всего 6 г . Считается, что двойственность цвета александрита магически связана с двойственностью человеческой крови — артериальной и венозной, а камень регулирует кроветворение, очищает кровь и укрепляет кровеносные сосуды. Перстень с этим камнем перед сном следует снимать. Александрит делает своего владельца мирным и сговорчивым.

Если хризоберилл по составу точно соответствует своей химической формуле, он является чистым и бесцветным, но это исключительно редко. Гораздо чаще встречаются замутнённые камни с эффектом «кошачьего глаза» — цимофаны и разновидности с изменением цвета камня при изменении характера освещения (александрит). Примеси железа, хрома, иногда титана обуславливают смену окраски александрита от зелёных тонов при дневном свете до фиолетово-красных при электрическом. В России александрит встречается как попутный минерал в изумрудных копях Урала, где он был, собственно, впервые обнаружен.. Из-за редкой встречаемости и размеров отдельных камней о его промышленной добыче в России говорить не приходится. А в связи с этим александрит практически отсутствует в отечественных ювелирных изделиях. Действительно, всё то, что называют в торговле александритом при более пристальном изучении оказывается синтетическим корундом с эффектом смены цвета вследствие добавок элементов-примесей. В гораздо более значительных количествах александрит встречается в Бразилии, на Шри-Ланке, стоимость крупных и чистых камней может достигать и 20 тыс. долл.

АКВАМАРИН

Аквамарин — это разновидность минерала берилла. Этот камень переливается в необычно красивом спектре светло-голубых тонов: от легкого голубого цвета неба, до глубокого цвета моря. Цвет минерала можно сравнить с цветом морской воды тропических широт, причем в разных направлениях окраска камня различается. При нагревании кристаллы аквамарина могут изменить зеленый цвет своей внешней части на голубой оттенок. Очень стойкий к износу прозрачный и блестящий камень, у него всегда высокая чистота, даже если он очень большой по размерам (хотя такие камни очень редки). Темно- голубой аквамарин всегда стоит дороже, чем камни светлых оттенков. Светло-голубой цвет аквамарина будит в нас чувства симпатии, доверия, гармонии и дружбы. Этот цвет — божественный, вечный, так же, как цвет неба и цвет воды, цвет — дарящий силы жизни. Кажется, что аквамарин поймал в себе кусочек океана. Главный источник наиболее ценных камней темно-голубого цвета — Бразилия. Благодаря мистическому сходству с морской водой аквамарин издавна считается талисманом путешественников. Он способен предохранять от морской болезни и обеспечить безопасность в морском походе.

АМЕТИСТ

Аметист относится к группе кварца, является двуокисью кремния. Твердость по шкале Мооса -7.
Цвет варьируется от почти бесцветного бледно-фиолетового, голубовато-фиолетового до пурпурного, темно-фиолетового, почти черного. Интересны образцы с переходом цвета по удлинению кристалла от фиолетового к жёлтому — аметрин.

Под действием солнечного света аметист постепенно теряет свою фиолетовую окраску и обесцвечивается. При нагревании до температуры 300 градусов Цельсия он полностью утрачивает свой прекрасный фиолетовый цвет. Природа его окраски очень сложна — она обусловлена сочетанием ионов железа и дефектами кристаллической решетки.

Аметист — самый ценный минерал в группе разновидностей кварца.

Название аметиста произошло от греческого amethystos, что означает неопьяненный. В ту пору считалось, что носящий аметист не подвержен опьянению. Кроме того, существовало поверье, что, если пить из аметистового кубка — не страшно отравление. Одно из самых ранних упоминаний об аметисте гласит, что он был одним из двенадцати камней, украшающий нагрудник иудейского первосвященника, служившего в Иерусалимском Храме. На протяжении веков древнегреческие и древнеримские маги и мудрецы считали, что он может предотвращать опьянение.

БИРЮЗА

Бирюза является водным (гидратированным) фосфатом меди и алюминия, но алюминий может быть частично замещен окисным железом. Бирюза, не содержащая железа, окрашена в синий цвет различных оттенков — от небесно-голубого до цвета берлинской лазури; присутствие железа обычно придает камню зеленоватый оттенок, который может усиливаться до такой степени, что минерал становится желтовато-зеленым до яблочно-зеленого.
Независимо от моды на камни, бирюзу всегда считали талисманом здоровья, счастья и удачи. Бирюза — индикатор здоровья.

Некоторый камни тускнеют и зеленеют, когда меняют владельца, тем самым демонстрируя удивительную преданность прежнему хозяину.

Из-за сравнительно небольшой твердости бирюзу обычно не подвергают огранке и вправляют в украшения в виде округлых камней правильной формы, называемых кабошонами.

Бирюза (turquoise) обязана своим названием французскому слову турецкий (от pierre turquoise — турецкий камень). Русское название происходит от персидского слова «фируза», что означает «победоносная, приносящая счастье».

Буддисты боготворили бирюзу, потому что она была связана с поверьем, согласно которому именно благодаря ей Будде удалось уничтожить чудовище.

Бирюзу называли камнем победы и счастья. Она считалась воинским талисманом. Особенно почиталась бирюза у ацтеков- индейцев Центральной Америки: их вождей хоронили вместе с украшениями из бирюзы. Бирюза — национальный камень персидского (иранского) народа; по персидским поверьям, бирюза образовалась из костей людей, умерших от любви. В Египте из бирюзы вырезали изображения священных жуков скарабеев. Само название минерала происходит от персидского слова «фируз» — «победоносный». В Оружейной палате Московского Кремля хранится трон царя Бориса Годунова с крупными вставками первоклассной бирюзы.

ГОРНЫЙ ХРУСТАЛЬ

Горный хрусталь — кристаллы прозрачного бесцветного кварца.

Термин «хрусталь» — это русифицированная форма греческого слова «кристаллос» — лед; именно в этом значении оно употребляется в «Илиаде» и «Одиссее». Позднее, но еще в античные времена, по внешнему сходству кристаллом стали называть прозрачный кварц, считавшийся тогда сильно затвердевшим льдом. Даже в XII в. Марбод Реннский писал: «Чистый кристалл — это лед, отвердевший за долгие годы...» В русской терминологии до второй четверти XIX в. «хрусталь» и «кристалл» были синонимами и употреблялись даже совместно. Лишь позже кристаллами стали называть природные многогранники минералов, а «хрусталь» с определением «горный» закрепился за кварцем. Просто «хрусталем» называют тяжелое высокопреломляющее стекло.

Из кристаллов вырезали шары для ритуальных и магических целей, зажигательные линзы, с помощью которых жрецы «божественным огнем» зажигали огонь на жертвенниках, «увеличительные стекла». По старинным поверьям горный хрусталь избавляет от страшных снов, в перстне предохраняет от опасности замерзнуть и т. д. В Оружейной палате Московского Кремля находятся различные сосуды из горного хрусталя: самовар Петра I, бочонок, перечница, кружка, чаши, «рукомой» и т. д.

ГРАНАТ

Гранат — минерал традиционно густо-красного цвета, оттенка «чистого пламени», и высокой твердости. Входит в группу сильно варьирующих по окраске силикатов, содержащих различные катионы. По форме и цвету, кристаллы напоминают зерна плодов гранатового дерева, отсюда и его название. Однако этот самоцвет бывает не только красным.

Различают шесть видов граната: огненный пироп, зеленоватый демантоид, прозрачный лиловатый, пурпурный или фиолетово-красный альмандин, изумрудно-зеленый уваровит, оранжевый спессартин и гроссуляр — цвета крыжовника.

Гранат относительно недорог, а по красоте и глубине окраски вполне может соперничать с рубином и изумрудом. Огненно-красный пироп в прошлом столетии был очень популярным, но выход на мировой рынок большой партии минерала незаслуженно перевел его во второстепенный драгоценный камень.

В современных изделиях широко используются гранаты, обработанные различным образом — гранями, кабошоном, шлифованные; очень распространена древняя форма огранки — в виде блюдечка, что увеличивает прозрачность самоцвета.

Интересно, что ювелирные украшения с гранатами были известны еще в эпоху скифов. Европа впервые узнала этот камень благодаря крестоносцам, которые привезли его из стран Ближнего Востока. Древние персы носят гранаты как защиту от природных катастроф, считают эти камни королевскими, на поверхности часто вырезают профиль властелина.

ЖЕМЧУГ

Жемчужина — округлые или неправильной формы блестящие с перламутровым отливом образования, возникающие при отложении слоев арагонита (карбоната кальция) вокруг какого-либо инородного центра, чаще всего песчинки, в полости морских и пресноводных моллюсков, имеющих раковину с перламутровым внутренним слоем.

Ему свойственны мягкие, нежные, слабо заметные переливы цвета, гладкая матовая поверхность и яркое пятно света на ней, природная шаровидная форма.

Цвет: белый, бледно-розовый, бледно-голубой, бледно-зеленый. Также бывает и желтым, красным, голубым и даже черным. Идеальная форма жемчуга — круглая. Но бывают и вытянутые экземпляры, грушевидные, неправильной формы.
болезни.

Природа отпустила жемчугу короткий срок, на более двух-трех человеческих поколений. Чтобы жемчуг не старел, его необходимо носить, но не следует долго держать на ярком солнце.

Добыча жемчуга со дна моря — тяжелый и опасный промысел. Среди 40-50 выловленных раковин, только в одной таится сокровище. Цена жемчужины возрастает в десятки раз за каждый миллиметр в диаметре, однако ее стоимость обусловливается не только размерами, но и блеском, цветом, формой.
Самая дорогая в мире жемчужина — «Ля Режант», совершенных пропорций и массой 15,13г, размерами с мячик для гольфа, была продана на аукционе за 864 300 долларов. Самая большая — «Жемчужина Аллаха», по форме и размерам напоминающая голову в чалме, массой 6,5кг, найдена в 1934г. возле Филиппин.
В конце XIX века молодой предприниматель Такиче Микемото разгадал секрет рождения перламутровых горошин. Он внедрил в раковину песчинку и через пару лет получил искусственно-выращенный жемчуг. Этим он обрадовал женщин всего мира. Ежегодно в Японии производится больше 200 тонн культивированного жемчуга. Отличить его от природного могут только особые приборы и уникальные мастера.

Украшения из жемчуга были известны чуть ли не в доисторические времена — на протяжении 6000 лет.

ТОПАЗ

Топаз — очень твердый (режет стекло) минерал фторосиликат алюминия.
Цвет камней определяется примесями титана, железа и хрома. Цветовая гамма топазов очень богата. Они могут быть бесцветными, розовыми, желтыми, золотистыми, голубыми, красно-оранжевыми, пурпурными, винными, коричневыми. Существуют желтые камни с эффектом «кошачьего глаза». Очень красиво смотрятся полихромные минералы, у которых одна часть может быть голубой, а другая — вишневой. У него есть еще одна характерная особенность — ограненные кристаллы очень скользкие на ощупь и легко выскальзывают из рук.

Слово «топаз» происходит от санскритского tapas — «огонь», «пламя», «тепло».
Окрашенные разновидности минерала постепенно выцветают от яркого света, поэтому хранить его лучше в темноте.

У топаза есть все основания стать фаворитом — невысокая цена, высокая твердость и, безусловно, выдающаяся внешность. Более всего ценятся: фиолетовые, а также желтые, персиковые, оранжевые и пурпурные — на их долю приходится менее 0,1% всего рынка топазов! Самые популярные — голубые и синие разновидности. Полвека назад открыли способ облагораживания, придающий таким оттенкам большую яркость и глубину. Поразительно, что многие бесцветные камни после огранки приобретают ослепительный блеск — их легко спутать с бриллиантом!

Драгоценный камень некоторое время назад потерял свой титул самого твёрдого материала в мире, уступив искусственным наноматериалам немного большей твёрдости. Сегодня редкое натуральное вещество, по всей видимости, оставит всех прочих позади - оно на 58% твёрже алмаза.

Зиченг Пэн (Zicheng Pan) из Шанхайского университета Цзяо Тун совместно с коллегами смоделировал, как атомы в двух субстанциях предположительно имеющих свойства очень твёрдых материалов будут реагировать на воздействие специального датчика.

Экстремальные условия

Первый - вюрцит бор нитрид имеет сходную с алмазом структуру, но состоит из других атомов.

Второй - минерал лонсдейлит, или гексагональный алмаз, состоит из атомов углерода, таких как алмаз, но они организованы по-другому.
Моделирование показало, что вюрцит бор нитрид способен выдержать на 18% больше воздействия, чем алмаз, а лонсдейлит - на 58% больше. Если результаты подтвердятся в рамках физических экспериментов, оба материала окажутся намного твёрже любого известного вещества.

Но произвести такие испытания будет не просто, т.к. оба материала не часто встречаются в природе.

Редкое вещество лонсдейлит формируется, когда метеориты, содержащие графит падают на Землю, а вюрцит бор нитрид формируется в процессе вулканических извержений при высоких температурах и давлении.

Гибкость

При успешных результатах вюрцит бор нитрид может стать наиболее применимым из двух, благодаря тому, что он устойчивый к кислороду при более высоких температурах, чем алмаз. Это делает его идеальным для применения на концах режущих и сверлильных инструментов, работающих при очень высоких температурах, или в качестве коррозиеустойчивых плёнок - на поверхности космических кораблей, например.

Парадоксально, своей твёрдостью вюрцит бор нитрид обязан гибкости связей между атомами, которые его образуют. Когда материал подвергается воздействию, некоторые связи меняют направление почти на 90º, чтобы ослабить напряжение. После того, как алмаз и вюрцит бор нитрид были подвергнуты одному и тому же процессу, что-то в структуре вюрцит бор нитрида сделало его почти на 80% твёрже, утверждает соавтор исследования Чанфенг Чен (Changfeng Chen) из университета Невады в Лас-Вегасе.

Учёные подчёркивают, для того, чтобы доказать теорию, необходимы монокристаллы каждого из материалов. На данный момент не существует способов изолировать или вырастить такие кристаллы.

На сегодняшний день не существует единой классификации полудрагоценных камней , есть лишь условное деление. Узнать все о камнях, их свойства описания можно на сайте http://www.catalogmineralov.ru/cont/poludragocennye_kamni.htm. Решая сделать подарок с полудрагоценным камнем близкому человеку, для начала ознакомьтесь с этим камнем.