Wie sowjetische Physiker im Labor gezüchtete Edelsteine herstellten (FOTOS)

Massiver Goldschmuck mit riesigen, mehrfarbigen Edelsteinen war zu Sowjetzeiten der letzte Schrei. Ringe mit Alexandriten oder Ohrringe mit Rubinen liegen noch immer in den Schmuckschatullen fast aller Frauen im postsowjetischen Raum. Und wahrscheinlich ahnen viele von ihnen nicht einmal, dass die meisten dieser Steine in wissenschaftlichen Instituten künstlich hergestellt wurden. Hinzu kommt, dass ihr ursprünglicher Zweck absolut nichts mit Mode zu tun hatte.

Phianite sind die besten Freunde der Frauen!

Die beliebteste Alternative zum echten Diamanten war in der Sowjetunion der Phianit. Dabei handelt es sich um einen Kristall, der keine natürlichen Entsprechungen hat, aber auch dem echten Diamanten in nichts nachsteht - und trotzdem fast nichts kostet. Im Ausland ist diese Kreation als „kubischer Zirkon“ (kurz CZ, oder Zirkoniumdioxid in kristalliner Form) bekannt. Außerhalb der GUS-Länder ist die Bezeichnung Phianit unbekannt.  

Seinen Namen verdankt der künstliche Edelstein dem FIAN, dem Physikinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau, das sieben Nobelpreisträger hervorgebracht hat.

Die Wissenschaftler des Instituts erforschen und entwickeln optische Technologien für die zivile und militärische Industrie. Schließlich sind Kristalle nicht nur hübsch anzusehen, sondern werden auch für zahlreiche andere Zwecke verwendet: In der Zahnmedizin gibt es beispielsweise Skalpelle mit Phianitbeschichtung. Und natürlich sind sie ein wichtiger Bestandteil der Optik. Für industrielle Zwecke mussten die Wissenschaftler einen Diamanten entwickeln, der ähnliche Eigenschaften wie ein echter Diamant aufweist. Es begann in den 1960er Jahren, als FIAN eine Abteilung für die Erforschung von Kristallen einrichtete, die sich mit der Synthese von glasartigen Materialien für die Lasertechnik befasste. 

In den 1970er Jahren gelang es ihnen, Phianit durch Erhitzen von Zirkoniumdioxid auf 2.500 Grad zu synthetisieren. Die Gruppe wurde von Wjatscheslaw Osiko geleitet, der als erster die verschiedenen potentiellen Anwendungsbereiche des neuen Materials erkannte. Es dauerte nicht lange, bis auch Juweliere begannen, den Kristall für sich zu nutzen. 

Der Stein erwies sich als wunderbar: Er verlor nicht an Klarheit, war sehr hart, transparent und mit dem richtigen Schliff versehen; kurzum, er ähnelte einem Diamanten. In Russland sind Phianite in Kombination mit Gold besonders beliebt - häufig sogar in Kombination mit echten Edelsteinen. Und die Kosten für das Produkt sind zwei- bis dreimal geringer als bei der Verwendung eines echten Diamanten.

Neben farblosen Steinen gibt es auch rosafarbene, schwarze und gelbe Phianite - oder so ziemlich jede Farbe des Regenbogens. Dies wird durch die Zugabe bestimmter Metalle erreicht. Für Grün wird zum Beispiel Chrom verwendet, für Bernstein Titan und für Blau Kobalt.

Einen Phianit von einem Diamanten zu unterscheiden, ist sogar mit bloßem Auge möglich: Phianit ist durchsichtig, ohne Defekte oder Luftblasen im Inneren; und wenn man ihn ein wenig anhaucht, beschlägt er (echte Diamanten tun das nicht). 

Synthetischer Alexandrit und Rubin

Rote Steine werden in der Schmuckherstellung seit jeher als kostbar angesehen, da es nicht viele Orte gibt, an denen sie abgebaut werden können. Bereits im 19. Jahrhundert versuchten europäische Wissenschaftler, Rubine und Korunde zu synthetisieren. Die Sowjets erzielten beachtliche Erfolge bei der Massenproduktion von künstlichen Edelsteinen - fast alle roten Steine in sowjetischem Schmuck waren synthetischen Ursprungs. Wie bei den Phianiten waren die roten Steine für die industrielle Verwendung bestimmt - vor allem für Uhren und Laser. 

Der erste sowjetische Korund tauchte 1939 am Institut für Kristallographie in Moskau auf. Bereits 1947 entwickelten die Chemiker Alexei Schubnikow und Sawwa Popow ein Verfahren, das die Massenproduktion von Korund ermöglichte, wofür sie einen Staatspreis erhielten. 

Später entwickelte die UdSSR die Fähigkeit zur Synthese von Alexandriten - Steinen, die ihre Farbe je nach Lichteinfall von Smaragd bis Rubin ändern können. Sie kommen in der Natur nur an sehr wenigen Orten auf der Erde vor. Die Steine aus den Vorkommen im Ural gelten übrigens als die besten. 

Es muss gesagt werden, dass es eigentlich die sowjetischen künstlichen Alexandrite waren, die bei ausländischen Juwelieren großen Anklang fanden, da sie nach sehr hohen Qualitätsstandards hergestellt wurden. Die am Institut für Kristallographie angewandte Methode wird als horizontal orientierte Kristallisation bezeichnet (manchmal auch „Bagdasarow-Methode“, nach dem Leiter der Gruppe, die sie erfunden hat). Vereinfacht lässt sie sich wie folgt beschreiben: Molybdän wird bootförmig gebogen. Dieses „Boot“ wird dann in ein Chemikaliengemisch gelegt und erhitzt. Im Laufe einer Woche wächst daraus synthetischer Alexandrit. 

In anderen Ländern werden andere Methoden angewandt: So ziehen die amerikanischen Wissenschaftler sie aus einer Schmelze heraus. Synthetischer Alexandrit aus der Sowjetunion war aufgrund seines Herstellungsprozesses immer stabiler. 

Synthetische rote Edelsteine können heute viele verschiedene Schattierungen annehmen, und ihre Beliebtheit ist genauso groß wie die der echten Steine. Sie können mit einem Spektrometer unterschieden werden (echte und im Labor gezüchtete Steine weisen unterschiedliche Lichtabsorptionsmerkmale auf). Außerdem sind natürliche Steine selten ohne Einschlüsse zu finden.

Geothermischer Smaragd

Obwohl Russland über eine große Smaragdmine im Ural verfügt, benötigt die Industrie billigere Alternativen. Ein echter Durchbruch bei der Herstellung von Smaragden gelang Wissenschaftlern des Nowosibirsker Instituts für Geologie und Physik Anfang der 1970er Jahre unter der Leitung von Wladimir Kljachin. Es gelang ihnen, ein stabiles Wachstum von Smaragdkristallen aus geothermischen Lösungen zu erreichen - und der daraus resultierende Stein hatte einen sehr satten Farbton und keine Risse. Ende der 1980er Jahre wurde die Technologie für die Herstellung zugelassen und ein gemeinsames russisch-thailändisches Unternehmen, TAIRUS, gegründet, das mit der Herstellung unter dem Namen „Russian Emerald“ begann, auch für den Export. 100 Gramm dieses geothermischen Smaragds brauchen einen ganzen Monat zum Wachsen. 

Die Herstellung wird bis heute fortgesetzt, wobei Smaragde verschiedener Art, aber auch Alexandrite, Rubine und Saphire gezüchtet werden. Laut TAIRUS besitzen diese geothermischen Edelsteine die gleichen Eigenschaften wie ihre natürlichen Gegenstücke - abgesehen von der Tatsache, dass sie vollständig synthetisch sind.

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