الماس  نماد درخشش، دوام و زیبایی جاودانه است.
اما در کنار درخشندگی منحصربه‌فردش، یکی از ویژگی‌های جذاب آن، تنوع طبیعی رنگ‌هاست.
در سال‌های اخیر، الماس‌های رنگی در طیف‌هایی از زرد، سبز، قهوه‌ای، صورتی و آبی توجه بسیاری از خریداران را جلب کرده‌اند.

با افزایش تقاضا برای الماس‌های رنگی، بازار شاهد رشد نمونه‌هایی بوده که رنگ آن‌ها به‌صورت مصنوعی و با روش‌های فیزیکی یا شیمیایی تغییر یافته است.
در چنین شرایطی، مسئولیت گوهرشناسان و آزمایشگاه‌های تخصصی گوهرشناسی تشخیص منبع رنگ  طبیعی یا مصنوعی  بیش از پیش اهمیت یافته است.

الماس‌های مصنوعی رشد یافته با روش‌های CVD و HPHT بسته به شرایط رشد و عملیات پس از رشد، در رنگ‌های متنوعی یافت می‌شوند

روش های مختلف ایجاد رنگ در الماس

اهمیت تشخیص رنگ طبیعی از مصنوعی

رنگ یکی از عوامل کلیدی در تعیین ارزش الماس است.برای مثال، الماس‌های صورتی یا آبی طبیعی، به‌دلیل کمیابی‌شان، میلیون‌ها دلار ارزش دارند.
اما نمونه‌هایی که رنگشان با تابش‌دهی (Irradiation) یا بازپخت ( آنیلینگ Annealing) ایجاد شده، در ظاهر مشابه ولی از نظر ارزش اقتصادی بسیار پایین‌تر هستند.

بنابراین، تشخیص منشأ رنگ نه‌تنها برای خریداران و فروشندگان بلکه برای حفظ شفافیت بازار جواهر اهمیت حیاتی دارد.

روش‌های ایجاد رنگ مصنوعی در الماس

از اوایل قرن بیستم، دانشمندان دریافتند که می‌توان با تابش ذرات پرانرژی (High-Energy Particle Irradiation)،
رنگ الماس را تغییر داد.
در این فرآیند، پرتوهای الکترونی یا نوترونی باعث جابجایی اتم‌ها در شبکه‌ی بلوری الماس می‌شوند و رنگ سبز یا آبی در سنگ ایجاد می‌گردد.

در مرحله‌ی بعد، با آنیلینگ یا بازپخت حرارتی (Thermal Annealing)، این رنگ‌ها به زرد یا قهوه‌ای تبدیل می‌شوند.
این فرآیند دوگانه — تابش و بازپخت — رنگ‌هایی پایدار و یکنواخت ایجاد می‌کند که گاه تشخیصشان از نمونه‌های طبیعی دشوار است.

روش‌های ساده برای تشخیص الماس طبیعی از مصنوعی

کارشناسان جواهر با ابزارهایی مانند لوپ ، میکروسکوپ  و نور فرابنفش می‌توانند برخی نشانه‌های طبیعی یا مصنوعی بودن رنگ را شناسایی کنند.

۱. زون‌بندی رنگی (Color Zoning)

در الماس‌های طبیعی، رنگ در امتداد خطوط رشد کریستال توزیع می‌شود و معمولاً الگوی منظم دارد.
اما در الماس‌های تابش‌داده‌شده، زون‌بندی معمولاً به شکل سنگ مرتبط است —
به‌عنوان مثال، تمرکز رنگ در نواحی خاص مانند culet یا girdle (لبه‌ی پایینی سنگ) مشاهده می‌شود.

زون‌بندی در الماس‌های  سیکلوترونی شده به‌صورت تمرکز رنگ مرتبط با شکل وجوه سنگ تراش‌خورده ظاهر می‌شود.
سمت چپ: زون‌بندی رنگی موازی با لبه‌های تاج، مشاهده‌شده از طریق پاویلیون (۳۰×).
سمت راست: زون‌بندی رنگی موازی با لبه میز الماس، مشاهده‌شده از طریق

آناتومی الماس تراش خورده

۲. واکنش به نور فرابنفش (UV Reaction)

الماس‌های آبی طبیعی نوع IIb معمولاً فسفرسانس (Phosphorescence) قوی در برابر نور UV دارند،
در حالی که الماس‌های مصنوعی یا تابش‌داده‌شده معمولاً واکنش ضعیف‌تری نشان می‌دهند.

۳. ویژگی‌های داخلی (Internal Features)

در الماس‌های قهوه‌ای طبیعی، رنگ معمولاً به‌صورت نوارهای زاویه‌دار یا ناحیه‌ای ظاهر می‌شود،
در حالی که در نمونه‌های صورتی طبیعی، رنگ در قالب خطوط باریک درون ساختار بلور دیده می‌شود.

شناسایی طیفی رنگ‌های مصنوعی (Spectroscopic Identification)

در دهه‌ی ۱۹۵۰، رابرت کرونینگشیلد (Robert Crowningshield) کشف کرد
که تقریباً تمام الماس‌هایی که تحت تابش‌دهی و بازپخت  قرار گرفته‌اند، دارای نوار جذب مشخصی در طول موج ۵۹۵ نانومتر (Absorption Band at 595 nm) هستند.

این کشف انقلابی در جواهرشناسی ایجاد کرد، زیرا به کارشناسان امکان داد منشأ رنگ را با استفاده از طیف‌سنجی نوری (Optical Spectroscopy) تشخیص دهند.
اما بعدها مشخص شد که برخی الماس‌های طبیعی نیز می‌توانند همین نوار جذب را نشان دهند،
که باعث پیچیدگی در تفکیک نمونه‌های طبیعی و مصنوعی شد.

طیف‌سنجی در دمای پایین (Cryogenic Spectroscopy)

طی فرآیند بازپخت ، تغییرات دمایی باعث ایجاد یا از بین رفتن نوارهای جذب خاص در طیف الماس می‌شود.
به‌طور معمول:

• نوار GR1 در ۷۴۱ نانومتر پس از حرارت حدود ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد ناپدید می‌شود.
• نوار ۵۹۵ نانومتر در همان دما به بیشترین شدت می‌رسد ولی در دماهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه کاهش می‌یابد.
• نوار ۵۰۳ نانومتر پایدارتر است و در رنگ زرد نهایی نقش اصلی دارد.

برای مشاهده‌ی دقیق این تغییرات، از روش طیف‌سنجی در دمای پایین (Cryogenic Spectroscopy) استفاده می‌شود.
در این روش، الماس در دمای حدود °C160− با نیتروژن مایع (Liquid Nitrogen) سرد می‌شود تا خطوط جذب واضح‌تر دیده شوند.

طیف جذبی ثبت‌شده در حدود منفی ۱۶۰ درجه سانتی‌گراد برای یک الماس زرد که تحت تابش و سپس بازپخت قرار گرفته است. خطوط ۵۰۳، ۴۹۶ و ۴۱۵ نانومتر به‌ترتیب توسط فیزیک‌دانان به‌عنوان H3، H4 و N3 شناخته می‌شوند.

این تکنیک باعث شد دانشمندان بفهمند که حتی الماس‌های طبیعی نیز می‌توانند نوارهای مشابه سنگ‌های تابش‌داده‌شده را نشان دهند.
به‌عبارت دیگر، طبیعت می‌تواند همان اثراتی را بازتولید کند که انسان به‌صورت مصنوعی ایجاد کرده.

تابش طبیعی در الماس‌ها (Natural Irradiation)

یکی از کشفیات مهم توسط B.W. Anderson در سال ۱۹۴۳ انجام شد،
زمانی که او مشاهده کرد برخی الماس‌های قهوه‌ای طبیعی از آفریقای مرکزی دارای نوار ۵۹۵ نانومتر هستند.
بررسی‌ها نشان داد این پدیده به‌علت تابش طبیعی زمین در طول میلیون‌ها سال به وجود آمده است.

لکه‌های تابشی سبز تیره روی سطح الماس طبیعی

لکه های تابشی بر روی‌سطح الماس طبیعی 

این یافته‌ها نشان داد که وجود نوارهای طیفی خاص، همیشه نشانه‌ی فرآیند مصنوعی نیست.

بیشتر بخوانید:

الماس‌های دو رنگ طبیعی؛ پیوند علم و زیبایی

بیش از یک میلیون قیراط الماس، بدون خریدار!

ساخت الماس با استفاده از پرتو الکترونی و آدامانتان

الماس آزمایشگاهی و غارت ثروت ملی بوتسوانا

الماس‌های زرد نوع Ib و خطوط ۶۳۷ نانومتر

برخی الماس‌های زرد نوع Ib (دارای نیتروژن منفرد در ساختار بلوری)
دارای نوار جذب در ۶۳۷ نانومتر (۶۳۷ nm Band) هستند.
پیش‌تر تصور می‌شد این ویژگی تنها در نمونه‌های تابش‌داده‌شده وجود دارد،
اما آزمایش‌های دقیق نشان داده‌اند که این نوار می‌تواند در سنگ‌های طبیعی نیز به‌صورت ضعیف مشاهده شود.

در صورتی که شدت این نوار پایین باشد و رنگ زرد ناشی از جذب تدریجی طول موج‌های کوتاه‌تر از ۵۵۰ نانومتر باشد، منشأ رنگ طبیعی تلقی می‌شود.

جمع‌بندی

در بیشتر موارد، با استفاده از ابزارهای مدرن و روش‌های طیفی دقیق می‌توان رنگ مصنوعی را تشخیص داد.
اما در برخی الماس‌های خاص، به‌ویژه آن‌هایی که تحت تابش طبیعی زمین قرار گرفته‌اند،
تمایز بین تابش طبیعی و مصنوعی بسیار دشوار است.

بااین‌حال، روش‌هایی مانند:

• بررسی زون‌بندی رنگی (Color Zoning)
• واکنش به نور UV
• بررسی طیف در دمای پایین
• و تحلیل خطوط جذب در طول موج‌های کلیدی (مثل ۵۰۳، ۵۹۵، ۶۳۷ نانومتر)

می‌توانند تصویر نسبتاً دقیقی از منشأ رنگ به‌دست دهند.

توصیه برای خریداران و کارشناسان

برای اطمینان از خرید الماس رنگی اصل، همیشه از گواهی‌نامه‌ی معتبر آزمایشگاهی استفاده کنید.
در ایران و منطقه، آزمایشگاه‌های معتبر مانند کیپا (KIPA) و تحسین (Tahsin ) گزارش‌هایی دقیق درباره‌ی منشأ رنگ (طبیعی، تابش‌داده‌شده یا بازپخت‌شده) ارائه می‌دهند.

این گزارش‌ها قابل استنادترین مدرک برای تعیین ارزش واقعی الماس هستند.

مقیاس رنگ در الماس ها

منبع:

(The Identification of Artificial Coloration in Diamond)
Kenneth V. G. Scarratt