Interessante Neuigkeiten aus Forschung und Entwicklung zum Diamanten werden Sie hier finden.

Für die Untersuchung von Edelsteinen einschließlich des Diamant stehen zwei allgemeine Fragestellungen an:

1. Um welchen Edelstein (Mineral, Gestein, Material) handelt es sich?
2. Welche Besonderheiten weist der Edelstein auf?

Der erste Komplex umfasst die Aufgaben der Edelsteinbestimmung, der Diagnose. Die hierfür entwickelten und eingesetzten Untersuchungsmethoden basieren auf der Ermittlung der für jedes Mineral oder Material spezifischen physikalischen und kristallographischen Eigenschaften. Die Methoden müssen zerstörungsfrei arbeiten, so dass Beobachtung oder Messung von Spaltbarkeit, Bruch oder Härte kaum einsetzbar sind. Für die Wahl der einsetzbaren Methoden und Untersuchungsgeräte ist von Bedeutung, ob der Stein als Rohstein, als facettierter Schliff oder in einer Fassung vorliegt.

Eine der ältesten Methoden ist die Messung der Dichte (ρ = m/V), üblicherweise angegeben in g^.cm^-3. Die verschiedenen Methoden beruhen auf der Verdrängung von Flüssigkeiten, wobei der Stein separat vorliegen sollte, und benötigen entsprechende konstruktive Anordnungen mit Waagen.

Die optische Mikroskopie, insbesondere die Polarisationsmikroskopie, erlaubt mit weiteren Zusatzeinrichtungen die Messung wichtiger optischer Materialdaten, wie die Lichtbrechung, die Doppelbrechung, den optischen Charakter, die Größe des optischen Achsenwinkels und weiterer Eigenschaften. Zudem gestattet sie die Beobachtung von Einschlüssen und anderen Inhomogenitäten. Für die Messung der Lichtbrechung, Doppelbrechung und Dispersion der Lichtbrechung gibt es weitere methodische Möglichkeiten, wie die verschiedenen Refraktometer-Methoden, die Messung der Strahlenabweichung oder die Messung des Reflexionsvermögens.

Andere optische Eigenschaften, wie z.B. die Farbe, werden mit spektroskopischen Methoden analysiert. Hierbei wird die wellenlängenabhängige Transmission bzw. Absorption der eingebrachten elektromagnetischen Strahlung mit geeigneten Spektrometeranordnungen nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch im Wellenlängenbereich des Ultravioletten und des Nahen und Mittleren Infrarot aufgenommen. Dazu gehören in der Gemmologie besonders UV-VIS-NIR-Spektrometer (λ = 200 - 2500 nm) und IR-Spektrometer (λ = 1,4 - 25 µm, als reziproker Wert: Wellenzahl ν = 1,4 - 25 µm), dann ausgelegt oft als Mikroskop-Spektrometer. Diese modernen, recht präzise und schnell arbeitenden Geräte sind recht teuer. Sie können bei Einschränkung des Frequenzbereiches etwas preiswerter sein. Analoge spektrometrische Anordnungen gibt es für die Analyse der Photolumineszenz bei Laser-Anregung diskreter Wellenlängen im Bereich von 200 bis 500 nm, der Kathodolumineszenz und die Ramanspektroskopie.

Recht eindeutige diagnostische Aussagen liefern die Röntgenbeugungsmethoden, deren Nutzung jedoch wegen des apparativen Aufwandes recht eingeschränkt ist. Ähnliches gilt für die Nutzung der Elektronenmikroskopie oder der Mikrosonde.

Der zweite Aufgabenkomplex zielt auf weitere und detailliertere Aussagen zum jeweiligen Edelstein oder Material, soweit die Diagnose geklärt ist. Es gibt spezifische gemmologische oder tiefer greifende wissenschaftliche Fragen, die überwiegend mit den angeführten Untersuchungsmethoden beantwortet werden können. Lassen sich Edelstein-Simulationen oder -Imitationen diagnostisch eindeutig bestimmen, so bedarf die Beantwortung der Frage, ob es sich um einen natürlichen oder synthetisch hergestellten Edelstein handelt, diesbezüglich gezielter Untersuchungen.

Hier kann die Feststellung von charakteristischen Einschlüssen oder Wachstumsmerkmalen Klarheit geben. Oft ist auch zu entscheiden, ob ein natürlicher Edelstein thermisch oder durch Bestrahlung behandelt wurde.

So lässt sich folgern, dass es viele einfachere und recht aufwändige Untersuchungsmethoden gibt, mit denen sich fast alle materialdiagnostischen Aufgaben lösen lassen und mit denen eine Fülle materialspezifischer Eigenschaften und Besonderheiten ermittelt werden kann. Alle untersuchungsmethodischen Möglichkeiten und apparativen Lösungen in einem Labor zur Verfügung zu haben, wird kaum möglich sein. Auch für die Edelsteinuntersuchungen gilt es, das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen sinnvoll zu beachten.