Analisi avanzata delle pietre preziose

Non molto tempo fa, identificazione della pietra preziosa è stato effettuato con un piccolo set di strumenti utilizzati per misurare proprietà come indice di rifrazione e peso specifico . Gemmologi esperti potrebbero identificare quasi ogni tipo di gemma solo con un rifrattometro, un polariscopio, una serie di liquidi a gravità specifica, uno spettroscopio e un microscopio binoculare.

Con l'introduzione di nuovi sintetici e trattamenti, nonché un aumento significativo del numero di varietà di gemme sul mercato, i laboratori gemmologici dipendono sempre più da tecnologie avanzate per l'identificazione affidabile delle pietre preziose.

Spettrometro FT-IR

L'utilizzo di strumenti scientifici per l'identificazione delle pietre preziose consente di decidere casi complessi in modo ripetibile e verificabile. Quello che segue è un riassunto degli strumenti high-tech attualmente in uso in molti dei principali laboratori gemmologici del mondo:

Spettrometro a infrarossi in trasformata di Fourier (FTIR)

La spettroscopia a infrarossi misura l'assorbimento della luce infrarossa. L'assorbimento è dovuto alle vibrazioni nella struttura cristallina. Questa analisi può essere utilizzata per aiutare a separare una gemma da un'altra o per rilevare determinati tipi di trattamento. Può essere utilizzato, ad esempio, per identificare quarzi sintetici e naturali, o identificare l'impregnazione polimerica dell'opale.

Spettrometro a fluorescenza a raggi X a dispersione di energia (EDXRF)

Spettrometro EDXRF

Il sistema EDXRF viene utilizzato per analizzare gli elementi all'interno di un materiale. La radiazione di una radiografia fa sì che gli atomi nel campione rilascino energia sotto forma di radiazione fluorescente e la radiografia risultante può essere analizzata per determinare gli elementi chimici nella gemma. Gli agenti coloranti possono essere rilevati in molti materiali delle gemme, così come in altri elementi che sono la prova di determinati processi di trattamento. Ad esempio, questo è il modo in cui il rame viene rilevato nella tormalina Paraiba.

Spettrometro di rottura indotto da laser (LIBS) e spettrometro di massa al plasma accoppiato induttivamente per ablazione laser (LA-ICP-MS)

Queste tecniche comportano lo scatto di impulsi laser che tagliano piccole particelle dalla superficie del materiale campione (un processo noto come ablazione laser). Queste particelle vengono ionizzate (convertite in ioni rimuovendo gli elettroni) in un piccolo pennacchio di plasma che cresce. Man mano che il plasma cresce, gli atomi nel gas ionizzato emettono luce spettrale, che viene quindi analizzata. Le firme spettrali uniche consentono di identificare gli elementi. Questo può essere utilizzato per l'analisi rapida dei metalli allo scopo di selezionare e/o monitorare la composizione durante la lavorazione. Questi metodi possono rilevare elementi leggeri come il berillio che non possono essere rilevati da FTIR o EDXRF. Possono essere rilevate anche quantità molto piccole di oligoelementi che possono aiutare a identificare l'origine geografica di una pietra preziosa.

Spettroscopia Raman

L'effetto Raman è un cambiamento nella lunghezza d'onda della luce che si verifica quando passa attraverso un mezzo trasparente. Ciò si traduce in una dispersione della luce in un modello distintivo della sostanza trasmittente. Poiché ogni materiale ha il proprio pattern spettrale distintivo, l'effetto Raman può essere utilizzato come strumento di identificazione. Laddove LIBS e LA-ICP-MS sono leggermente distruttivi per il materiale da testare, la spettroscopia Raman non richiede un campionamento distruttivo.