Análise avançada de pedras preciosas

Não muito tempo atrás, identificação de pedras preciosas foi realizada com um pequeno conjunto de instrumentos usados para medir propriedades como índice de refração e Gravidade Específica . Gemologistas experientes podem identificar quase todos os tipos de gemas com apenas um refratômetro, um polariscópio, um conjunto de líquidos de gravidade específica, um espectroscópio e um microscópio binocular.

Com a introdução de novos sintéticos e tratamentos, bem como um aumento significativo no número de variedades de gemas no mercado, os laboratórios gemológicos estão cada vez mais dependentes de tecnologia avançada para identificação confiável de pedras preciosas.

Espectrômetro FT-IR

O uso de instrumentos científicos para identificação de pedras preciosas permite decidir sobre casos complexos de forma repetível e verificável. O seguinte é um resumo dos instrumentos de alta tecnologia agora em uso em muitos dos principais laboratórios gemológicos do mundo:

Espectrômetro infravermelho de transformada de Fourier (FTIR)

A espectroscopia infravermelha mede a absorção da luz infravermelha. A absorção é devida a vibrações na estrutura cristalina. Esta análise pode ser usada para ajudar a separar um material de gema de outro ou para detectar certos tipos de tratamento. Pode ser usado, por exemplo, para identificar quartzo sintético e natural, ou identificar impregnação de polímero de opala.

Espectrômetro de Fluorescência de Raios-X Dispersivos de Energia (EDXRF)

Espectrômetro EDXRF

O sistema EDXRF é usado para analisar elementos dentro de um material. A radiação de um raio X faz com que os átomos da amostra liberem energia na forma de radiação fluorescente e o raio X resultante pode ser analisado para determinar os elementos químicos na gema. Agentes corantes podem ser detectados em muitos materiais de gemas, bem como outros elementos que são evidências de certos processos de tratamento. Por exemplo, é assim que o cobre é detectado na turmalina Paraíba.

Espectrômetro de quebra induzida por laser (LIBS) e espectrômetro de massa de plasma acoplado indutivamente por ablação a laser (LA-ICP-MS)

Essas técnicas envolvem disparar pulsos de laser que cortam pequenas partículas da superfície do material da amostra (um processo conhecido como ablação a laser). Essas partículas são ionizadas (convertidas em íons pela remoção de elétrons) em uma pequena pluma de plasma que cresce. À medida que o plasma cresce, os átomos do gás ionizado emitem luz espectral, que é então analisada. As assinaturas espectrais únicas permitem que os elementos sejam identificados. Isso pode ser usado para a análise rápida de metais com a finalidade de classificar e/ou monitorar a composição durante o processamento. Esses métodos podem detectar elementos leves, como berílio, que não podem ser detectados por FTIR ou EDXRF. Também podem ser detectadas quantidades muito pequenas de oligoelementos que podem ajudar a identificar a origem geográfica de uma pedra preciosa.

Espectroscopia Raman

O efeito Raman é uma mudança no comprimento de onda da luz que ocorre quando ela passa por um meio transparente. Isso resulta em uma dispersão de luz em um padrão distinto da substância transmissora. Como cada material tem seu próprio padrão espectral distinto, o efeito Raman pode ser usado como uma ferramenta de identificação. Onde LIBS e LA-ICP-MS são ligeiramente destrutivos para o material que está sendo testado, a espectroscopia Raman não requer amostragem destrutiva.