COSA SI INTENDE PER PRODOTTO SINTETICO

Un prodotto sintetico è un materiale creato dagli uomini che trova un identico riscontro in natura. Una gemma sintetica è quindi frutto di un processo di cristallizzazione ottenuto in laboratorio, in tempi relativamente più veloci di quelli impiegati dalla natura. Prendiamo ad esempio uno smeraldo naturale: per realizzare uno smeraldo sintetico, l" uomo, utilizza la stessa composizione chimica, ovvero silicato di alluminio e berillio, e cerca di imitare le stesse condizioni chimico-fisiche esistenti in natura per ottenere una cristallizzazione omogenea simile a quella naturale. Si tratta quindi della stessa sostanza, naturale o sintetica che sia, l" unica differenza sta nei tempi diversi di cristallizzazione e nella possibile manipolazione, da parte dell" uomo, di ciò che si vuole ottenere sia come grado di intensità di colore, sia come pulizia interna del materiale. Recentemente sono stati creati anche prodotti sintetici che non hanno corrispondente in natura, come ad esempio la "zirconia cubica", ossido di zirconio che se cristallizza come in natura, nel sistema monoclino, si chiama "baddelleyte", mentre stabilizzato con ossidi di calcio o di ittrio dà luogo ad un materiale che cristallizza nel sistema cubico e che non ha corrispondenti in natura, a cui hanno appunto dato il nome di zirconia cubica (una delle migliori imitazioni del diamante).

LE SINTESI IN 100 ANNI
---percorso flash attraverso le tappe delle produzioni di gemme sintetiche più importanti---

RUBINO, ZAFFIRO E ALTRI CORINDONI SINTETICI   Il rubino sintetico, si può dire, sia il primo materiale sintetico ad uso gemma, prodotto a livello commerciale, del XX secolo. Il procedimento era quello della semplice fusione Geneve e Verneuil, quest" ultimo tuttora utilizzato. Più tardi nel 1911 con gli stessi metodi viene prodotto anche lo zaffiro sintetico. Negli anni "60 inizia la produzione di rubino sintetico ottenuto per fusione con fondente. I fondenti utilizzati, a seconda delle ditte produttrici sono: LiO2, MoO2, PbX (dove X sta per Fluoro o Ossigeno) utilizzati dalla Gilson (Francia), dalla Chatham (Stati Uniti) e da Lechleitner (Austria); Na3AlF6 utilizzato dalla Kashan (Stati Uniti); Li2O, WO3, PbX utilizzati da Knischka (Austria); Bi2O3, La2O3, PbX utilizzati da Ramaura (Stati Uniti). In quest" ultima produzione sono state, inoltre, aggiunte piccole quantità di terre rare che conferiscono, al rubino ottenuto, una fluorescenza giallo-arancione. Tutte queste sintesi raggiungono la massima evoluzione negli anni "80; da Chatham e Lechleitner vengono anche prodotti zaffiri e corindoni arancioni, rispettivamente con il metodo della fusione con fondente e con il metodo Czochralski (per fusione), mentre con il metodo di fusione zonata, le stesse gemme, vengono realizzate dalla Seiko Inamori di Kyocera (Giappone). Lechleitner ottiene, inoltre, prodotti di ricoprimento, utilizzando corindoni naturali o sintetici sui quali, con metodo idrotermale, viene accresciuto del prodotto sintetico. Nel 1984 la Kashan Ardan Association subisce un arresto della produzione, probabilmente per fallimento. Negli anni "90 si ha produzione di rubino e zaffiro sintetici idrotermali da parte della Thai-Russian Joint-Venture Co. Tairus di Novosibirsk (Russia). Sempre negli stessi anni si ha una evoluzione del prodotto Knischka, il quale però subisce un'interruzione, nella metà degli anni "90, per la morte del Prof. Knischka. In questo periodo vi è anche produzione di rubino sintetico russo ottenuto per fusione con fondente (probabile tungstatato di litio e molibdeno). Una nuova produzione di rubino sintetico, sempre ottenuto per fusione con fondente, si ha in Grecia, nella zona del Pireo, con una sintesi denominata Douros , molto simile al materiale, già conosciuto, Ramaura, prodotto dalla J.O. Crystal Co., in California. La Chatham Created Gems, sempre negli anni '90, con il metodo di fusione con fondente produce corindone rosa sintetico. Anche la Union Carbide Corp. (Stati Uniti) produce lo stesso tipo di materiale, utilizzando però il metodo Czochralski; questo corindone sottoposto a radiazione ultravioletta corta (253.7 nm) manifesta fluorescenza blu e, data l'alta presenza di Ti3+ viene denominato Zaffiro-Ti.

QUARZO SINTETICO La prima produzione di quarzo sintetico risale al 1905, realizzata con il metodo idrotermale da Giorgio Spezia. Intorno agli anni "50 vengono commercializzate grosse quantità di quarzo sintetico incolore. Negli anni "80 si raggiunge una produzione mondiale di 1000 tonnellate annue, di cui 20 tonnellate uso gemma (prevalentemente ametista e citrino). La produzione di quarzo uso gemma inizia in Russia negli anni "70 e viene ampiamente sorpassata dal Giappone negli anni "80. Negli anni "90 si ha una massiccia produzione di quarzo sintetico, varietà ametista e citrino, in Russia e in Cina. In Russia si produce anche, sempre con il metodo idrotermale, ametrina e quarzo rosa denominato Flamingo Quartz.

SMERALDO E ALTRI BERILLI SINTETICI   Sebbene i lavori in questo settore siano iniziati in Francia nel XIX secolo, il primo smeraldo sintetico commercializzato fu prodotto dalla C.C.Chatham di San Francisco (Stati Uniti) solo intorno al 1940. Gilson (Francia) produsse il suo smeraldo sintetico 20 anni dopo, utilizzando un procedimento di fusione con fondente basato su molibdato di litio (Li2Mo2O7). Negli anni "60 Lechleitner (Austria) ha introdotto una tecnica idrotermale atta a far crescere una sottilissima pellicola di smeraldo sintetico sulla superficie di un berillo naturale, quasi incolore. Nel 1970 Linde Air Products (Stati Uniti) crea uno smeraldo sintetico idrotermale prodotto, originalmente, con il nome di Quintessa e successivamente denominato, dalla Vacuum Ventures (Stati Uniti), Regency. Più tardi la Division di Kyocera (Giappone) introduce uno smeraldo ottenuto per fusione con fondente diffuso con il nome di Crescent Vert. Negli anni "80 si possono oservare una serie di nuovi prodotti sintetici che utilizzano sia il metodo con fondente sia quello idrotermale e fra tutti questi, probabilmente, il più importante è associato ai nomi di Biron e Pool. Circa nel 1988 la Emerald Pool Mining Company di Perth (Australia) creò uno smeraldo sintetico, definito dalla stessa ditta come "ricristallizzato" e denominato Pool. A seguito di diverse polemiche circa il dubbio sulla ricristallizzazione del nuovo prodotto, esso fu poi rintrodotto sul mercato, alla fine dello stesso anno, come smeraldo sintetico idrotermale Biron. Sempre negli anni "80 la Gilson fu acquistata dalla Nakazumi Earth Crystals Corp. (Giappone), e, in quel periodo furono condotti parecchi studi sulla utilizzazione dello smeraldo sintetico nella industria del laser. Più tardi la Adachi Shin ANICS produce un berillo sintetico denominato anguria, composto da uno strato di smeraldo sintetico sovrapposto ad un nucleo di berillo sintetico rosa intenso e utilizzando come elementi cromofori cromo e manganese.Sempre in questi anni si ottengono, per fusione con fondente, altri smeraldi sintetici fra cui quello prodotto dalla Lens (Francia), denominato Lennix e quello prodotto dalla Seiko (Giappone), denominato Bijoreve. Negli anni "90 buona parte degli smeraldi sintetici idrotermali viene prodotta, oltre che dalla già conosciuta Biron International Ltd., che si mette a produrre anche berillo rosa sintetico, dalla Tairus di Novosibirsk e da Guilin, in Cina. La produzione russa, in questi anni si è estesa anche agli altri berilli sintetici e specificatamente al berillo rosso, a berilli bicolore (policromi) e all"acquamarina. In Francia si ottiene un prodotto sintetico denominato Emeraldolite, che consiste in berillo naturale, biancastro, opaco, rivestito da una sottile pellicola di smeraldo sintetico, mediante processo di fusione con fondente. Con una tecnica simile di ricoprimento, ma idrotermale, in Russia sono stati ottenuti berilli di altri colori.

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DIAMANTE SINTETICO La produzione di diamante sintetico si può dire inizi negli anni "70 con la General Electric (Stati Uniti). Negli anni "80, la Sumitomo Electric Industries (Giappone) inizia la produzione di diamante sintetico uso gemma, con il metodo HPHT (alta pressione / alta temperatura). Negli anni "80 e "90 la De Beers (Gran Bretagna), nei suoi laboratori Diamond Research Laboratory di Johannesburg (Sudafrica), sempre con il metodo HPHT ottiene risultati sempre migliori, sia come produzione di dimante industriale, sia di diamante uso gemma, a cristalli singoli. I primi diamanti sintetici uso gemma avevano colorazione gialla, ora, invece, man mano che si evolve il prodotto si è sempre più vicini ad un diamante sintetico incolore, senza nessuna interferenza di colore. La Thai-Russian Joint-Venture Co. Tairus, in questi anni, ha prodotto sostenute quantità di diamante sintetico giallo fantasia. Nello stesso periodo è nota una nuova tecnica di produzione del diamante sintetico, molto più economica della precedente: la CVD (chemical vapor deposition), con la quale sono stati realizzati anche idrocarburi simili al diamante (DLC).

CUBIC ZIRCONIA E MOISSANITE SINTETICA---le migliori imitazioini del diamante--- Negli anni "70 inizia la produzione di Cubic Zirconia che, negli anni "80 aumenta di 20 volte rispetto al decennio precedente, fino alla produzione di 100 milioni di carati al mese, nel 1989, da parte della Ceres Corp. (Stati Uniti). Negli anni "90 viene prodotto il carburo di silicio sintetico, Moissanite, che prende il nome dal chimico Henri Moissan, che per primo studiò il carburo di silicio naturale, scoperto nelle meteoriti dell'Arizona. La Cree Research Inc. di Durham, North Carolina (Stati Uniti) incominciò a produrre detto materiale sintetico uso gemma, come imitazione del diamante. Questo prodotto, però, rispetto al Cubic Zirconia, ha la sostanziale differenza di essere birifrangente; mentre, dal punto di vista fisico, è una buona imitazione del diamante, in quanto ha durezza pari a 9 e un quarto della scala di Mohs e conducibilità termica simile a quella del diamante, contrariamente al Cubic Zirconia, che, sebbene monorifrangente come il diamante, non ha le altre due qualità della moissanite.