La migliore alternativa ai cristalli sintetici colorati e ai vetri in gioielleria

 Ci sono circa 3000 minerali naturali conosciuti sulla Terra. Per contro, i minerali artificiali o sintetizzati (sintetici e creati), prodotti in laboratorio o in fabbrica sono solo poche centinaia. La maggior parte dei materiali sintetici non ha un analogo naturale, ma possiedono delle proprietà particolari, appositamente progettate per l'uso in ottica, elettronica ed altri settori della tecnica. Solo alcuni di essi possiedono sostanzialmente le stesse proprietà dei minerali naturali. Entrambi i tipi di materiali sono impiegati con successo per imitare le gemme naturali, ma solo 20 o 30 di essi rivestono importanza nella gioielleria fine e in quella alla moda.

    1. MATERIALI E CRISTALLI SINTETICI. Essendo le pietre naturali di qualità rare e costose, le gemme sintetiche che imitano sia l'aspetto ottico sia le proprietà chimiche dei loro analoghi naturali offrono ai gioiellieri un'alternativa apprezzabile. Le pietre sintetiche comunemente usate includono la moissanite, lo smeraldo idrotermale, ametista, citrino e quarzo fumé, l'alessandrite, gli spinelli e i corindoni prodotti mediante i metodi di crescita Czochralski ("pulled") o Verneuil (con fusione a fiamma).

Certe gemme prodotte in laboratorio, chiamate imitazioni ("simulants"), hanno un'apparenza molto simile a quelle naturali, ma le loro proprietà fisiche e chimiche sono abbastanza diverse. L'imitazione più largamente impiegata e accettata in tutto il mondo è la Zirconia Cubica (CZ, da Cubic Zirconia), uno dei migliori sostituti del diamante. La produzione globale di CZ bianca (incolore) supera le 200 tonnellate al mese. Altre imitazioni ben conosciute sono il Granato all'Yttrio-Alluminio (YAG), il Granato al Gallio-Gadolinio (GGG) ed altri.

    Una delle divisioni del FORMICA Group of Companies (con sede in Mosca, Russia), situata in Tailandia, produce CZ di colori particolari a imitazione dei diamanti colorati (Marrone Cioccolato, Azzurro, Azzurro Ghiaccio, Rosa, Pesca, Canarino, Verde Mela) come pure di altre gemme (Smeraldo, Zaffiro, Tanzanite, Topazio Azzurro, Acquamarina, Peridoto e con effetto Cambio Colore). È un fatto stabilito che il problema principale della produzione delle CZ e di molti altri cristalli di sintesi sta nella non uniformità del colore. Il processo di produzione di questi materiali non permette di ottenere una dispersione uniforme degli additivi aggiunti al prodotto fuso (o alla soluzione) e ciò comporta delle leggere variazioni delle concentrazioni di pigmento nella miscela e, di conseguenza, delle variazioni delle sfumature di colore quando il prodotto fuso inizia a cristallizzare. I materiali più comunemente soggetti a non uniformità del colore sono la CZ Verde, Azzurra e Marrone, lo Zaffiro Sintetico Blu e lo YAG Verde e Blu.

    Per lo sviluppo di un prodotto di alta qualità destinato alla produzione di massa, è necessario un importante sforzo volto a produrre materiali costantemente entro una ristretta variazione dei colori. Questo si riflette inevitabilmente sui costi di produzione a causa delle rese più basse rispetto alla miscela iniziale e all’accuratezza dei processi di selezione del colore. È perciò che le aziende produttrici di pietre sintetiche per la gioielleria cercano alternative praticabili per i materiali.

    2. VETRI. Nella gioielleria di lusso e in quella di moda a basso costo, la scelta cade sulla pietra sfaccettata o il chaton fatto solitamente di vetro incolore o colorato e non di gemme. Sebbene i vetri siano di colore abbastanza uniforme, essi sono inferiori ai minerali sintetici, che hanno un indice di rifrazione più alto, una maggior brillantezza, una durezza altissima, un peso specifico più elevato e, ciò che più importa, una superiore resistenza agli sbalzi termici. Quest’ultima proprietà è particolarmente importante nei cicli di fusione a cera persa ad alta temperatura presenti nella produzione dei gioielli, nei quali non possono essere usati materiali sottoposti a forti sbalzi di temperatura dovuti al rapido riscaldamento e raffreddamento, oltre che alla degradazione del colore causata dall’ossidazione degli agenti coloranti sottoposti ad alta temperatura in aria.

    3. VETRO-CERAMICA. Oltre ai vetri e ai minerali sintetici, nell’ottica di precisione e in altri settori della scienza e della tecnica vengono con successo impiegati i materiali cosiddetti ibridi. Si tratta di materiali che combinano in maniera ottimale le proprietà pregiate sia dei vetri sia dei cristalli. I materiali più avanzati, noti come vetro-ceramiche trasparenti, incorporano certe proprietà e dei vetri e dei materiali cristallini che non sono proprie degli uni o degli altri presi singolarmente. I materiali vetro-ceramici di colore trasparente uniforme hanno dimostrato di essere abbastanza duri e di replicare allo stesso tempo le caratteristiche ottiche di alcune delle gemme più usate. L’analogo della vetro-ceramica in natura è l’Ossidiana, una roccia vulcanica effusiva costituita soprattutto da vetro vulcanico naturale con presenza di abbondanti cristalli di nucleazione (cristalliti) e microliti.

    FORMICA Ltd è stata la prima azienda al mondo a sviluppare e oggi a produrre un nuovo gruppo di materiali vetro-ceramici da impiegare nell’industria del gioiello, che possiedono proprietà fisiche ed ottiche uniche (cfr. Tabella 1): durezza 7-7,5; indice di rifrazione 1,61-1,64; peso specifico 3,0-3,3 g/cm3 ; temperatura di fusione tra 1600 e 1740°C; la lucentezza ed il colore sono vicinissimi a quelli di moltissimi minerali naturali; il colore è omogeneo e uniforme. Abbiamo chiamato questi nuovi materiali colorati trasparenti, opalescenti e opachi Nanogemme Formica. Questi nuovi materiali sintetici derivano il proprio nome dalla presenza di cristalli di dimensioni nanometriche (~10-7 cm) di Spinello, Gahnite, Zaffirina, Granato e Quarzo uniformemente distribuiti in una matrice amorfa. Chimicamente le nanogemme sono degli allumosilicati ad alta temperatura e le loro proprietà fisiche variano in funzione della composizione, concentrazione e dimensione dei nanocristalli, ciò che permette di fabbricare una varietà di colori e saturazioni del colore. Essi sono resistenti all’ossidazione e non mostrano nessun degrado del colore a temperature fino a 1600°C. Questo, insieme all’alta resistenza agli sbalzi di temperatura, fa delle Nanogemme prodotte dalla FORMICA Ltd un prodotto ideale per l’utilizzo nelle fusioni a cera.

    Al presente la FORMICA Ltd produce Nanogemme trasparenti che imitano perfettamente nel colore, nella durezza, nella brillantezza e nel peso specifico una vasta gamma di gemme come lo smeraldo, lo zaffiro, la tanzanite, lo spinello blu; il topazio Sky, Swiss e London; il peridoto; il citrino golden e giallo; il granato rosso; lo spinello rosa e nero; il quarzo grigio e fumé. Le fotografie (Foto 1-6) delle varie Nanogemme sfaccettate mostrano chiaramente la loro più che rimarchevole somiglianza con le gemme naturali.

    La cosa più interessante è la somiglianza delle Nanogemme Verde Smeraldo con gli Smeraldi naturali. Sono indistinguibili per colore, lucentezza e riflettività e sono moto prossime per peso specifico e durezza. Grazie al suo prezzo molto accessibile, questo materiale costituisce una seria alternativa a Smeraldo Idrotermale, CZ Verde, YAG Verde, Corindone Verde e altri. Anche le Nanogemme color Peridoto, Blu London, Sky e Swiss sono molto simili al Peridoto naturale e al Topazio Azzurro nel colore, nell’indice di rifrazione, nella lucentezza e nel peso specifico. Con tali vantaggi essi possono competere con successo con CZ, Quarzo Idrotermale e Spinello Sintetico.

    Le Nanogemme color Blu Zaffiro non sono identiche alla loro controparte naturale quanto a durezza, peso specifico e indice di rifrazione, ma sono simili nella lucentezza e nel colore. Considerando l’alto costo dello Zaffiro Sintetico prodotto per accrescimento col metodo Verneuil, le Nanogemme Blu Zaffiro sono molto richieste da numerosi produttori di gioielli.

    Molti dei materiali colorati prodotti dalla FORMICA Ltd sono offerti in diverse gradazioni di saturazione del colore: Molto Scuro, Scuro, Medio e Chiaro (Very Dark, Dark, Medium e Light). Le varietà più scure sono usate per produrre pietre di piccola dimensione, mentre le selezioni più chiare sono usate per le pietre più grosse; questo permette al produttore di mantenere la stessa sfumatura d’intensità del colore per mezzo di variazioni nelle forme e nelle dimensioni.

    Molti colori sono offerti non solamente nelle loro più popolari forme trasparenti, ma anche nelle varietà traslucide (opaline) e opache: Nero, Beige-Crema, Turchese, Azzurro Acquamarina, Opale Azzurro, Miele, Giallo-Bianco, Rosa, ecc.

    La somiglianza ottica con le gemme naturali è così profonda che le Nanogemme sono chiamate “Nanosmeraldo”, “Nanozaffiro”, “Nanotopazio”, ecc. Mentre i nanocristalli delle Nanogemme sono dei cristalli che sono presenti in natura, l’insieme composito della matrice con i cristalli incorporati si differenzia dalle gemme naturali. Ciò non ostante le Nanogemme offrono molti vantaggi rispetto alle possibilità normalmente disponibili sul mercato e questo le rende appetibili per i produttori di gioielli. Il successo crescente di questi materiali d’alta qualità tra i produttori di gioielli ha dato la possibilità a tanta gente in tutto il mondo di godersi la bellezza simulata di tante gemme differenti a una frazione minima del costo delle gemme naturali corrispondenti. Le Nanogemme sono all’avanguardia nell’imitazione delle gemme naturali. È l’ora delle Nanogemme!

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