ПЕРСОНИФИЦИРОВАННЫЙ ВЫРАЩЕННЫЙ ЮВЕЛИРНЫЙ АЛМАЗ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК C01B31/06 B01J3/06 C30B29/04 A44C17/00 

Изобретение предназначено для использования в ювелирной промышленности и направлено на получение персонифицированного ювелирного алмаза, который может быть соотнесен (идентифицирован) с определенным человеком или животным.

Известен драгоценный камень, в частности природный алмаз, включающий материал человеческого или животного происхождения и содержащий внутренние каналы, наполненные субстратами, сформированными из останков (пепла) кремации материала человеческого или животного происхождения, при этом указанная структура прозрачна и преломляет свет, как драгоценный камень (WO 2004076058 A1, Galon Venora, Weisbrot Moti, 10.09.04). Для этого в природном драгоценном камне лазерным сверлением создают внутренние микроканалы, которые заполняются стеклообразными субстратами, имеющими коэффициент преломления, близкий к алмазу, и сформированными в процессе кристаллизации из пепла материала животного происхождения в смеси с оксидом свинца, хлоридом натрия и бромидом натрия.

Однако в данном способе кристалл используют лишь как капсулу для останков (пепла), в результате сверления нарушается целостность драгоценного камня, хотя при заполнении микроканалов стеклообразным субстратом полученный кристалл визуально неотличим от целого. Кроме того, невозможно подтвердить связь образованной стеклообразной структуры с определенным человеком или животным из-за отсутствия данных о химическом составе используемого для формирования структуры материала человеческого или животного происхождения.

Известны синтетические драгоценные камни, в частности алмазы, содержащие элементы, а именно углерод, извлеченный из останков разновидностей животных, и способы их получения (US 2003017932 A1 VandenBiesen and etc., 23.01.03; US 2004031434 A1, Vanden Biesen and etc., 19.02.04). Так, в соответствии с заявкой US 2003017932 при получении драгоценных камней останки человека либо животного кремируют при температурах от 1000 до 1800 F (538-982°С), полученный углерод фильтруют, подвергают высокотемпературной вакуумной очистке галогенами и используют для выращивания алмазов.

Однако подход к использованию останков умершего человека в качестве источника для извлечения углерода, используемого при выращивании алмаза, требует большой деликатности и неприемлем для ряда культур по этическим мотивам. Кроме того, кремирование останков требует включения в технологический цикл дополнительных звеньев (крематориев в различных регионах, обучение операторов кремации и т.д.), что приводит к увеличению сроков изготовления и значительному удорожанию продукта. А самое главное, получаемый драгоценный камень может быть рассмотрен только в аспекте памяти об умершем, в качестве мемориального предмета. Для идентификации каждый драгоценный камень подвергают лазерной маркировке с нанесением на его грань индивидуального номера, соответствующего присвоенному останкам животного происхождения. Поскольку в процессе высокотемпературной вакуумной очистки удаляются все микроэлементы, а остатки рассматриваются только как источник углерода, невозможно идентифицировать по химическому составу выращенный алмаза с останками определенного человека или животного.

В настоящее время в медицине и криминалистике накоплен большой опыт идентификации определенного человека на основании особенностей химического (макро- и микроэлементного) состава волос. В частности, методами эмиссионного спектрального анализа в волосах определяется до тридцати химических элементов, при этом индивидуальной характеристикой определенного человека, как правило, является набор из 10-15 тяжелых металлов (см. Ю.В.Павлов, В.И.Алисевич и др. Строение волос: химический состав и антропологические различия. М., 1996, с.77-91, 103-105).

Задачей данного изобретения является создание персонифицированного (понятие «персонификация» от латинского persona - лицо, личность и facio - делаю, особый вид метафоры: перенесение человеческих черт (шире - черт живого существа) на неодушевленные предметы и явления [БСЭ, 2001]) ювелирного алмаза, содержащего микроэлементы, характерные для определенного человека или животного, и доказательство соответствия химического состава выращенного алмаза химическому составу волос определенного человека или животного.

Поставленная задача решается тем, что персонифицированный выращенный ювелирный алмаз содержит выделенные из волос определенного человека или животного тяжелые металлы: Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, соотношения концентраций которых соответствуют соотношениям концентраций этих элементов в волосах данного человека или животного.

Способ получения персонифицированного ювелирного алмаза включает обработку волос определенного человека или животного путем их минерализации при температуре не выше 550°С до полного разложения органической компоненты, формирование источника для роста алмаза из спектрально-чистого графита и продукта обработки волос, содержащего тяжелые металлы: Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, выращивание алмаза из расплава методом перекристаллизации на затравку, определение соотношений концентраций этих элементов в выращенном алмазе и сравнение с их содержанием в продукте обработки волос.

Главным отличительным признаком изобретения от известных (US 2003017932, US 2004031434) является то, что в них заявлены синтетические драгоценные камни, в т.ч. алмазы, материалом для получения которых служит углерод, выделяемый из биологических элементов человека, в т.ч. и из волос (WO 20041055540, 19.12.04). В п.1 заявляемого изобретения персонифицированный алмаз не содержит углерод, выделенный из биологических элементов человека или животного, поскольку последний в процессе обработки волос при температуре ˜500°С удаляется из продукта в виде СО и CO₂, при этом набор тяжелых металлов: Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, входящих в состав волос, сохраняется в продукте минерализации. Т.о., элементы, выделяемые из компонентов определенного индивидуума (человека или животного) и используемые при получении алмаза, разные: в известных изобретениях это углерод, в заявленном - продукт минерализации, содержащий тяжелые металлы.

Отличием заявляемого изобретения является также то, что для доказательства персонифицированности алмаза проводят определение соотношений концентраций тяжелых металлов: Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi в выращенном алмазе и сравнение с их относительным содержанием в продукте термообработки волос. В известных решениях синтезированный на основе углерода биологического происхождения алмаз будет содержать набор микроэлементов, не соответствующий набору, характерному для определенного человека или животного, т.к. большая часть микроэлементов удаляется из исходного материала (теряются) в процессе его выделения и подготовки (очистка, графитация).

Полный набор элементов-примесей, которые могут быть определены в алмазе, также не может служить доказательством соответствия принадлежности выращенного алмаза определенному человеку или животному, поскольку включает элементы-примеси, присутствующие в материале шихты деталях ростовой системы и т.д. В таблице 1 приведено содержание примесей (С_х) в материале шихты: графит + инвар (сплав никеля, железа и меди).

Таблица 1ПримесьMgAlSiСаTiVCrMnСоС_х, % мас.3·10^-53·10^-45·10^-31·10^-25·10^-24·10^-41·10^-12·10^-15·10^-4ПримесьZnSrAgCdSnВаAuPbBiС_х, % мас.3·10^-5<3·10^-6<6·10^-6<1·10^-6<1·10^-6<4·10^-6<1·10^-5<5·10^-6<1·10^-5

Известные (Чепуров А.И. и др. «Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования», 1997, с.124-126) и полученные заявителем экспериментальные данные свидетельствуют об избирательном вхождении примесей в структуру алмаза.

Исходя из условий подготовки биологических элементов (волос), технологических приемов и материалов, используемых в процессе кристаллизации алмаза в ростовой системе, выбор набора тяжелых металлов: Sr, Cd, Sn, Ва, Pb, Bi является достаточным для характеристики определенного человека или животного и не оказывает влияния на ювелирное качество выращиваемых алмазов.

Дополнительно для более точной идентификации алмазов по химическому составу возможно целенаправленное внесение дополнительных микроэлементов из числа редко встречаемых в природе элементов.

В заявленном изобретении источник углерода для роста алмаза формируют из продукта минерализации волос и спектрально чистого графита, использование последнего не загрязняет систему примесями тяжелых металлов, что обеспечивает сохранение набора химических элементов, выбранных для характеристики определенного человека или животного, а выращивание алмаза при высокой температурах и давлении из расплава в присутствии металла-катализатора обеспечивает пропорциональное вхождение этих элементов в алмаз с сохранением их относительных концентраций.

Для доказательства соответствия проводят количественный химический анализ продукта обработки волос, источника углерода и выращенного алмаза с использованием современных инструментальных методов (масс-спектрометрических, атомно-эмиссионных, атомно-абсорбционных). Относительные концентрации элементов пересчитывают с учетом экспериментально установленных коэффициентов распределения, полученный результат сравнивают с соотношением концентраций тяжелых металлов в продукте обработки волос. Совпадение значений с учетом погрешности измерения позволяет провести персонификацию алмаза, т.е. доказать соответствие выращенного алмаза определенному человеку или животному и сертифицировать алмаз по химическому составу.

Пример осуществления.

Пробу волос конкретного человека весом ˜500 мг подвергали минерализации при температуре ˜500°С. Вес полученного продукта минерализации (зольный остаток) волос составлял около ˜5 мг. Отбирали ˜2 мг продукта минерализации, смешивали с графитом спектральной чистоты и помещали в ростовую ячейку известного аппарата высокого давления «Разрезная сфера» (БАРС) (описанного, например, в работе Чепурова А.И. и др. «Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования», 1997, с.8-20). Проводили выращивание монокристалла алмаза из расплава методом перекристаллизации на затравку. В результате был получен монокристалл алмаза ювелирной чистоты весом ˜0,2 карат, имеющий фантазийно-желтую окраску.

В продукте минерализации волос методом эмиссионного спектрального анализа выполняли определение Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, Ag и Au (C_x ⁰). Те же элементы определяли масс-спектрометрическим методом с лазерным испарением и ионизацией в выращенном алмазе. Относительные значения концентраций тяжелых металлов к содержанию свинца в продукте минерализации волос (С_х ⁰/С_Pb ⁰) и в выращенном алмазе (С_х/С_Pb) с учетом коэффициентов распределения представлены в Таблице 2.

Таблица 2ЭлементSrCdSnBaPbBiAgAuВолосы С_х ⁰, % мас.0,030,0040,0120,030,0480,0010,060,1Волосы (С_х ⁰/С_Pb ⁰)0,60,080,30,610,021,32Алмаз (С_х/C_Pb)0,50,10,40,510,02<(0,1)<(0,01)

Из сравнения третьей и четвертой строк таблицы видно относительные (к концентрации Pb) содержания Sr, Cd, Sn, Ba и Bi в продукте минерализации волос и выращенном алмазе в пределах погрешности определений (˜15-20%) совпадают. Такие элементы, как Au и Ag, присутствующие в составе волос, не входят в состав выращенного алмаза. Приведенные в Таблице 2 данные являются доказательством соответствия состава выращенного алмаза индивидуальному составу волос конкретного человека по тяжелым металлам.

Таким образом, исходя из условий подготовки биологических элементов (волос), технологических приемов и материалов, используемых в процессе кристаллизации алмаза в ростовой системе, полученный алмаз также будет характеризоваться набором тяжелых металлов, присущих конкретному человеку или животному.

Изобретение предназначено для использования в ювелирной промышленности и направлено на получение драгоценного камня, в частности алмаза, который может быть персонифицирован (идентифицирован) с определенным человеком или животным. Сущность изобретения: персонифицированный выращенный ювелирный алмаз содержит выделенные из волос определенного человека или животного тяжелые металлы Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, соотношения концентраций которых соответствуют соотношениям концентраций этих элементов в волосах данного человека или животного. Изобретение также представлено способом получения персонифицированного ювелирного алмаза, включающим обработку волос определенного человека или животного путем минерализации волос при температуре не выше 550°С до полного разложения органической компоненты, формирование источника для роста алмаза из спектрально чистого графита и продукта обработки волос, содержащего тяжелые металлы Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, выращивание алмаза из расплава методом перекристаллизации на затравку, определение соотношения концентраций этих элементов в выращенном алмазе и сравнение с их содержанием в продукте обработки. Полученный ювелирный алмаз содержит микроэлементы, характерные для определенного человека или животного. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Персонифицированный выращенный ювелирный алмаз, содержащий выделенные из волос определенного человека или животного тяжелые металлы Sr, Cd, Sn, Ba, Pb, Bi, соотношения концентраций которых соответствуют соотношениям концентраций этих элементов в волосах данного человека или животного.2. Способ получения персонифицированного ювелирного алмаза, включающий обработку волос определенного человека или животного путем минерализации волос при температуре не выше 550°С до полного разложения органической компоненты, формирование источника для роста алмаза из спектрально чистого графита и продукта обработки волос, содержащего тяжелые металлы Sr, Cd, Sn, Ва, Pb, Bi, выращивание алмаза из расплава методом перекристаллизации на затравку, определение соотношения концентраций этих элементов в выращенном алмазе и сравнение с их содержанием в продукте обработки.