Представьте, что в вашем бриллианте зашита надпись, не видимая ни глазом, ни оборудованием геммолога, которая позволит распознать его среди тысяч других драгоценных камней, даже если его переогранят, и сохранится в нем навсегда. Эта технология уже существует и принадлежит компании АЛРОСА.

         Практика нанесения меток на бриллианты лазером довольно распространена – на рундист бриллианта наносят номер сертификата, выданного геммологической лабораторией. Надпись можно считать с помощью лупы, затем по этому номеру найти сертификат на сайте лаборатории и увидеть характеристики бриллианта и его происхождение. Проблема в том, что лазерную надпись на рундисте можно сполировать или попросту нанести на бриллиант номер сертификата другого камня, который имеет более высокие характеристики, либо выдать, таким образом, синтетический бриллиант за природный. Так и делают мошенники.

        «Ровесники Земли, алмазы, добытые человеком, сохраняют свою ценность на протяжении веков, могут храниться в неизменном состоянии миллиарды лет. Любая запись, сделанная в алмаз или бриллиант, оставленная на Земле или от правленная в космос, будет существовать, пока существует алмаз и Вселенная. И может быть прочитана как нашими потомками, так и, возможно, когда-нибудь инопланетными цивилизациями». Олег Ковальчук, заведующий сектором исследования качества алмазной продукции и методов контроля института «Якутнипроалмаз».

Игра в атомы

       А если нанести надпись внутрь алмаза? Не ухудшит ли она его характеристики? Так как же сделать запись в алмаз так, чтобы не испортить его, не нарушить его чистоту, блеск и изящество? Ученые Российской академии наук экспериментировали с использованием лазера ультракоротких импульсов и алмазов. Первые исследования показали, что лазер может легко формировать изображение в объеме кристалла из отдельных графитизированных микрообластей.

        При этом происходит локальная необратимая перестройка кристаллической структуры из алмазной в графитовую. По сравнению с известными способами установки лазером надписей на поверхность бриллианта установка такой метки очень маленького размера внутрь кристалла могла удовлетворять всем геммологическим требованиям, была бы невидимой в геммологическую ювелирную лупу с десятикратным увеличением. Но физики понимали, что даже очень маленькие по размерам черные графитовые метки все равно необратимо портят камень, и продолжили исследования.

         Специалисты наконец подобрали условия, в которых при воздействии ультракоротких импульсов непроисходит перестройка алмазной решетки в графитовую, но вместе с тем отдельные атомы углерода, азотных центров и вакансий могут быть перемещены.

         Инновационная лазерная технология развивалась более десяти лет. Последовательное ее развитие перешло от портящих камень графитизированных меток к невидимым микроизображениям, проявляющимся в специальных условиях.

         В результате экспериментов в 2012 году ученые впервые в мире получили невидимую в обычном освещении нанометку без графитизированных областей.

        АЛРОСА заинтересовалась результатами исследований, взяла на себя дальнейшее финансирование научно-исследовательских работ и предоставила алмазы с собственных месторождений. Часть кристаллов была огранена в плоскопараллельные кубы для прецизионных оптических измерений, а другая часть – приполирована для создания специфических «оптических окон», через которые беспрепятственно наблюдали за созданием меток на атомарном уровне. После присоединения АЛРОСА к работам технология превратилась из экспериментальной в промышленно-применимую.

          В ее разработке принимали участие ученые Российской академии наук, а также специалисты входящих в АЛРОСА Научно-исследовательского геологического предприятия (НИГП) и института «Якутнипроалмаз».

        Российские и международные геммологические центры проверяли алмазы с нанесенными внутрь метками и не выявили наличия меток или облагораживания.

          Изображение проявляет себя в виде слабоконтрастых квантовых точек на фоне природных оптических центров кристаллов. Каждый алмаз является единственным в своем роде на субатомном уровне. Невидимая микроскопическая лазерная запись внутри алмаза делает его еще более уникальным и персонализирует его. Считать метки возможно только на специальном оборудовании, используя специальное лазерное излучение определенной длины волны.

          Лазерная нанометка АЛРОСА распределяется по всему объему алмаза. Это значит, что после огранки алмаза получившийся бриллиант или несколько бриллиантов не потеряют свой уникальный код.

Суть революционной технологии

          В ее основе лежит взаимодействие фемтосекундного излучения с кристаллической алмазной решеткой. При фокусировке лазерного излучения ультракороткой длительности в алмазе создаются микроскопические сгустки энергии и одновременно холодной микроплазмы. Они делают собственные и природные примесные атомы подвижными и позволяют сформировать внутри алмаза полностью прозрачное микроизображение с сохранением кристаллической структуры алмаза.

         Направленное трехмерное перемещение лазерного луча в процессе лазерной записи формирует невидимое изображение – трехмерный код, связанный с платформой ALROSA Provenance.

         К метке-коду привязана подробная информация о происхождении бриллианта и его характеристиках, уникальном идентификационном номере, а также фото, видео и т. п.

           Используя специальное освещение и большое оптическое увеличение, детектор считывает персональный ID кристалла и выводит на дисплей в виде QR-кода, ведущего на цифровую платформу. QR-код может быть считан обычным телефоном. Эта метка считывается и после того, как алмаз был отправлен на обработку и превращен в бриллиант.

         Алмазодобывающая компания предлагает партнерам бриллианты с нанометками с персональным кодом, а также считывающее оборудование. Считывание метки занимает меньше минуты.

           АЛРОСА также может нанести внутрь бриллианта личную надпись – имя, признание в любви, послание будущим поколениям. Вы сможете записать внутрь бриллианта любое сообщение с помощью ультрасовременной нанотехнологии маркирования кристаллической решетки. В отличие от метки, эта надпись не будет распределена по всему объему бриллианта.

           Олег Ковальчук: – Мы наносим нанометку именно на еще не ограненный алмаз, воздействуя на кристалл лазерным импульсом определенной длины волны, интенсивности и длительности. Это лазерное излучение воздействует на кристаллическую решетку на уровне отдельных атомов и ускоряет процессы их диффузии аналогично процессам, которые в природных условиях происходят в условиях верхней мантии Земли в течение миллионов лет. В результате в кристалле образуются нанообласти, которые отличаются от фоновых и видны только с помощью сканера, специально созданного для считывания меток. На сегодняшний день мы разработали стандартизированные процедуры записи в метку нескольких десятков бит информации. Этого достаточно для маркировки алмаза распределенной меткой.

         АЛРОСА уже запатентовала технологию лазерного маркирования в России и получает патенты в основных центрах алмазно-бриллиантовой торговли: в США, Китае, Гонконге, Макао, Тайване, Великобритании, Израиле, Бельгии и Индии.

Безупречный инструмент трейсинга

          По данным опросов потребителей на ключевых рынках бриллиантов – в США и Китае, возможность трейсинга – отслеживания алмаза от месторождения до витрины ювелирного магазина – служит важным фактором при принятии решения о покупке.

          Алмаз, персонализированный этим уникальным методом, навсегда сохранит данные о своем происхождении.

По материалам КОРПОРАТИВНОЕ ИЗДАНИЕ АК «АЛРОСА»

При использовании информации ссылка на информационно-аналитический портал недропользования Казахстана (www.infonedra.kz) обязательна