апрель    2024

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

показать все 

22.04.2024

Сообщество цифровых управленцев «я-ИТ-ы» проводит ЗАКРЫТУЮ встречу в рамках выставки «Связь-2024»!

Читать далее 

18.04.2024

Ассоциация разработчиков «Отечественный софт» отметила 15-летие

Читать далее 

17.04.2024

РДТЕХ представил Технологическую карту российского ПО 2023

Читать далее 

16.04.2024

RAMAX Group получила партнерский статус уровня Gold по продукту Tarantool

Читать далее 

показать все 

18.04.2024

5 способов повысить безопасность электронной подписи

Читать далее 

18.04.2024

Как искусственный интеллект изменит экономику

Читать далее 

18.04.2024

Неочевидный САПР: выход ПО за рамки конструкторской деятельности

Читать далее 

18.04.2024

Скоро некому будет делать сайты и заниматься версткой

Читать далее 

18.04.2024

Цифровая трансформация в энергетике: как запустить проект с максимальным финансовым эффектом?

Читать далее 

05.04.2024

Мотивируй, не то проиграешь!

Читать далее 

22.03.2024

В 2024 году в России и мире вырастут объемы применения AR/VR 

Читать далее 

25.02.2024

Цифровые технологии: надежды и риски

Читать далее 

05.02.2024

Будут ли востребованы услуги технической поддержки софта Oracle в России в ближайшие годы?  

Читать далее 

31.01.2024

Здания с признаками интеллекта. Как Сергей Провалихин автоматизирует дома и производства

Читать далее 

показать все 

Главная / Архив номеров / 2016 / Выпуск №02 (55) / Компьютеры против бриллиантов. Война объявлена

Рубрика: Бизнес и ИТ

Алексей Лагутенков, MBA Kingston University UK, ITSM Manager, MCSE+I, MCSE:S:M, MCDBA, MCDST

Компьютеры против бриллиантов
Война объявлена

Бриллианты и компьютеры – какая между ними связь? Почему скоро станет невозможно купить украшение с бриллиантом без использования информационных технологий?

Что обычный человек знает о бриллианте? Это такой драгоценный камешек. Он маленький, блестящий и дорогой. Что о бриллианте может рассказать эрудит? Бриллиант – это ограненный природный минерал алмаз, самое твердое вещество на нашей планете, которое состоит из особой кристаллической формы углерода.

Природные алмазы встречаются в нескольких местах на Земле: Африке, России, Канаде, Австралии и Бразилии. Ювелирные украшения с бриллиантами очень престижные, поскольку стоят дорого.

Еще более высокий уровень компетенции у так называемого геммолога – специалиста по экспертной оценке драгоценных камней. Геммолог может рассказать о бриллианте больше, чем эрудит и обычный человек вместе взятые. Первое, о чем нам поведает геммолог, что алмаз, оказывается, не такой уж и редкий камень. Редки только крупные экземпляры высокого качества. И, как следствие, дорого стоят только крупные бриллианты. Маленький же камешек, например, диаметром 1,0 мм оценивается приблизительно в $1-5.

Если же кому-либо посчастливится хотя бы раз в своей жизни увидеть абсолютно прозрачный и бесцветный бриллиант весом в один грамм, то такое чудо природы стоит минимум $650 000. Диаметр такого бриллианта не превышает одиннадцать миллиметров, зато по стоимости он эквивалентен шикарной квартире в центре Москвы.

Могло ли быть так, чтобы никто не попробовал подделать столь дорогую вещь? Алмазы известны человечеству около 2500 лет, а бриллианты (ограненные версии алмазов) – около 700 лет, и все это время лучшие умы человечества думали над проблемой создания искусственного алмаза. Первые попытки были довольно наивными. За алмаз выдавали стекло илиприродный камень циркон . Почему это были «наивные» попытки? Дело в том, что алмаз – самое твердое вещество на нашей планете (и, возможно, за ее пределами), а стекло ициркон легко разрушаются даже при слабом механическом воздействии. В голливудских фильмах как-то проходил сюжет, где некие грабители пытались обмануть криминального авторитета, подсунув ему стеклянные имитации вместо настоящих бриллиантов. Авторитет решил вопрос экспертизы драгоценностей конкретно, ударив молотком по одному изкамешков и раскрошив его в пыль. Что там было дальше с грабителями-мошенниками уже не так важно. Главное, что в этом сюжете есть доля правды. Бриллиант действительно может противостоять удару молотком, только вот проверять таким способом драгоценный камень не стоит. Внутри кристалла алмаза могут быть линии высокого механического напряжения, вдоль которых он может запросто расколоться.

Стеклянные имитации алмаза начали создавать еще в Древнем Риме, но сама природа камня оставалась для человечества величайшей загадкой вплоть до конца XVIII века. Однако прогресс не стоял на месте. В 1772 году величайший французский ученый Антуан де Лавуазье убедительно доказал, что алмаз и углерод имеют одну и ту же природу. Лавуазье поместил алмаз в кислородную атмосферу и сжег его с помощью мощного увеличительного стекла и лучей солнца. Образовавшийся после эксперимента газ – диоксид углерода –был доказательством того, что алмаз состоит из углерода.

Чуть позднее, в 1797 году, английский химик Смитсон Теннант доказал, что ничего иного, кроме углерода, в составе алмаза нет. С этого момента человечество начало поиск пути создания искусственного алмаза именно из углерода.

Нельзя сказать, что это был легкий путь. Первая публикация о том, что искусственный алмаз создан, появилась в 1879 году. Сообщил об этом ни кто иной, как сам Фердинанд Фредерик Генри Мауссан . Неприятность заключалась в том, что повторить опыт Муассана не удалось никому. История искусственных алмазов могла бы закончиться в 1928-м, когдапо поручению сэра Чарльза Элджернона Парсонса была опубликована научная статья, где говорилось, что на данный момент никому в мире не удалось получить ни одного синтетического алмаза и, более того, не существует ни одного научно достоверного способа для синтеза этого камня.

Тем не менее научная мысль не отступила перед множеством сложностей и препятствий на пути создания искусственного алмаза. Впервые об успехе в этой области рапортовали американцы. 16 декабря 1954 года в лабораториях «Дженерал Электрикс» им удалось синтезировать первый в мире искусственный алмаз, о чем было объявлено прессе 15 февраля 1955 года. Это был камень диаметром менее 0,15 мм. Для его создания понадобилось давление в 10 000 атмосфер при температуре 2000 градусов. Себестоимость производства синтетических алмазов была чудовищной: искусственный камень стоил вдесятеро дороже природного собрата.

Собственно, отсутствие экономической целесообразности производства ювелирных синтетических бриллиантов и было главной причиной, по которой прекрасная половина человечества могла не беспокоиться за подлинность своих драгоценных украшений. До недавнего времени, а именно до 2013-2014 годов, все крупные бриллианты, которые продавались на международном рынке, были исключительно природного происхождения. Однако в прошедшем 2015-м ситуация коренным образом поменялась.

Новейшая технология производства искусственных алмазов под названием «CVD» или «Химическое парофазное осаждение» (англ. Chemical vapor deposition) появилась еще вначале 1980-х годов. Суть технологии заключается в следующем. В специальной камере создается плазменное облако из газовых прекурсоров. С помощью лазеров, направленных наоблако, происходят осаждение и кристаллизация углерода на алмазный кристалл – затравку. Синтетический алмаз нарастает на затравке слой за слоем. В итоге получается довольно большой кристалл (см. рис. 1).

Рисунок 1. Осаждение алмазов из плазменного облака с помощью лазера. Метод CVD

Эта технология дорабатывалась, развивалась и, в общем-то, оставалась вне пределов внимания широкой публики довольно долгое время. До 2015 года CVD-бриллианты появлялисьна рынке крайне редко, поскольку производство их было довольно дорогостоящим процессом. В 2013-м стали продаваться немецкие аппараты для производства CVD-алмазов, главной отличительной особенностью которых была простота процесса. Оказалось, что ювелирный мир не готов к технологии CVD. Синтетические алмазы, получаемые этим методом, практически неотличимы от природных собратьев. То есть на сегодняшний день не существует простого метода, позволяющего различить природный и искусственный бриллианты.

В октябре 2015 года Высший бриллиантовый совет Бельгии опубликовал пост, что к ним на экспертизу впервые поступил синтетический бриллиант под видом натурального весом около 0,6 грамма (или более привычно для ювелиров 3,05 карата). Цена такого природного бриллианта составляет от $60 000 до $300 000, в зависимости от качества. Таким образом, была выявлена первая попытка нового вида мошенничества.

Однако наибольшую опасность для ювелирного рынка представляют даже не крупные бриллианты. Они стоят дорого и тщательно проверяются. Гораздо сложнее проводить экспертизу мелких недорогих камней. Если смешать мелкие синтетические и натуральные бриллианты в большой партии, то установить природность происхождения всей партии становится нереально сложной задачей.

Почему же так важно отличать природные алмазы от созданных человеком, если между ними нет почти никакой разницы? Это важнейший психологический фактор ювелирного рынка. Спросите любую женщину, какое украшение из двух возможных она предпочтет: первое, в котором закреплен природный бриллиант, или второе, где бриллиант синтетический, искусственный? Девяносто или даже девяносто пять процентов ответят не колеблясь: «Конечно же, природный!»

Второй фактор – юридический. Российский закон довольно жестко разделяет все ювелирные вставки в украшения на «синтетические» и «природные драгоценные». Синтетические камни не могут называться драгоценными. В производстве, продаже и покупке искусственных бриллиантов нет ничего криминального, если покупатель в курсе, за что он платит деньги. Однако продажа искусственных бриллиантов под видом природных – это чистой воды мошенничество, уголовно наказуемое преступление.

Можно сказать, что весь текст до этого момента был вступлением, призванным познакомить читателя с чрезвычайно сложной предметной областью ювелирной экспертизы. Сейчасмы перейдем к основной теме повествования: к компьютерам и информационным технологиям. Как уже говорилось выше, пока не существует ни одного простого и действенного метода, позволяющего отличить CVD-бриллиант от природного, что называется, «на коленке».

Да, синтетические алмазы, производимые по «старой» технологии HPHT, можно отличить от природных, используя несложные подручные методы, а вот CVD – никак. Если нарынок хлынет поток искусственных камней, продажи ювелирных украшений с бриллиантами скорее всего встанут.

Что делать? На помощь спешат технологии. Вернее, одна технология. Называется она «FT-IR» (англ. Fourier Transform Infrared Spectrometry) или инфракрасная спектрометрия спреобразованием Фурье (см. рис. 2).

Рисунок 2. Принцип действия инфракрасного спектрометра с преобразованием Фурье

Прибор, называемый «FT-IR-спектрометр», работает следующим образом. Источник когерентного света испускает луч, который достигает светоделителя и делится на два луча. Каждый из этих лучей отражается от своего зеркала и возвращается на светоделитель. Здесь лучи объединяются, создают интерференцию, после чего картинка через исследуемый образец подается на детектор.

Одно из зеркал интеферометра подвижно. Оно отражает расщепленный луч, и за счет изменения положения этого зеркала создается так называемая разность хода, что позволяет расщепленным пучкам света объединяться в фазе или противофазе. Это приводит к положительной или отрицательной интерференции и позволяет получить точную картинку спектра поглощения исследуемого образца на фотодетекторе. Данные с детектора поступают для анализа в ИТ-систему, состоящую из компьютера и базы данных.

Как показали многочисленные исследования ученых, пока что FT-IR-компьютерный анализ спектра поглощения бриллианта – единственный способ отличить природный камень отсинтетического собрата [1-3]. Сейчас все геммологические лаборатории мира озабочены созданием портативных недорогих устройств на пересечении технологий FT-IR и ИТ вцелях максимально быстрого и точного определения природы происхождения бриллиантов. Геммологический институт Америки (GIA) и Высший бриллиантовый совет Бельгии (HRD) уже презентовали готовые решения.

Ведущая Российская компания АЛРОСА также не осталась в стороне от этого тренда [4]. Пожалуй, они пошли дальше всех, собираясь в ближайшее время представить публике устройство, которое будет способно решить самую болезненную проблему ювелирной отрасли, а именно оперативное различение мелких синтетических алмазов в больших партиях.

Бриллианты по-прежнему остаются желанным подарком для любой женщины, а также это неплохой инструмент инвестирования, но благодаря новым технологиям этот рынок может полностью измениться. Сохранится ли бриллиантовый тренд в будущем – покажет время!

1. IDENTIFICATION OF CVD SYNTHETIC GEM DIAMONDS USING RAMAN SPECTROSCOPY. W. Wang, Gemological Institute of America, 50 West 47th Street, New York, NY 10036, USA.
2. Nitrogen and hydrogen related infrared absorption in CVD diamond films. E. Titus, N. Ali, G. Cabral, J.C. Madaleno, V.F. Neto, J. Gracio, P Ramesh Babu, A.K. Sikder, T.I. Okpalugo, D.S. Misra.
3. INFRARED ABSORPTION INVESTIGATIONS CONFIRM THE EXTRATERRESTRIAL ORIGIN OF CARBONADO-DIAMONDS. JOZSEF GARAI, STEPHEN E. HAGGERTY, Dept. of Earth Sciences, Florida International University, PC-344, Miami, FL 33199, USA, SANDEEP REKHI AND MARK CHANCE Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106-4988, USA.
4. ALROSA Also Working on Synthetic Diamond Detectors –
5. http://www.jckonline.com/2015/10/13/alrosa-also-working-synthetic-diamond-detectors%2A?utm_source=JCK+eNewsletters&utm_campaign=c2a7423723-2015_10_14_Diamond_Wednesday&utm_medium=email&utm_term=0_56301e74d4-c2a7423723-333968361.

В начало⇑

Комментарии отсутствуют

Комментарии могут отставлять только зарегистрированные пользователи