ПЕРСОНИФИЦИРОВАННЫЙ ВЫРАЩЕННЫЙ ЮВЕЛИРНЫЙ АЛМАЗ Российский патент 2009 года по МПК C01B31/06 B01J3/06 C30B29/04 A44C17/00 G01N21/87 

Заявляемое изобретение относится к искусственным ювелирным алмазам, которые могут быть соотнесены (идентифицированы) с определенным человеком или животным.

Известен драгоценный камень, в частности алмаз, содержащий внутренние каналы, выполненные с помощью лазерного сверления, наполненные субстратами, сформированными из останков кремации человека или животного [WO 2004/076058, 2004]. Указанные субстраты получены смешением пепла животного происхождения с оксидом свинца, хлоридом и бромидом натрия, имеют стеклообразную структуру и коэффициент преломления, близкий коэффициенту преломления алмаза. Полученный алмаз визуально не отличим от целого.

Однако после изготовления алмаза, персонифицированного так, как показано в WO 2004/076058, невозможно проверить и подтвердить связь алмаза с определенным человеком или животным.

Известен выращенный алмаз, содержащий углерод, полученный из останков человека или животного. Для идентификации на грани полученных алмазов лазером наносят индивидуальные номера, присвоенные останкам животного происхождения [US 2003017932, 2003]. Для синтеза алмаза по US 2003017932 останки человека или животного кремируют при температуре 1000-1800°F, полученный углерод подвергают очистке и используют для выращивания алмаза.

Однако использование останков умершего человека в качестве источника углерода не всегда приемлемо с этической стороны; кремация же в условиях, необходимых для извлечения углерода и отличных от обычной технологии, не всегда возможна.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является персонифицированный выращенный ювелирный алмаз, включающий углерод, являющийся продуктом карбонизации волос, и маркеры, представляющие собой набор металлов, содержащийся обычно в волосах [RU 2282584, 2006, Бюл. №24]. Эти металлы - стронций, кадмий, олово, барий, свинец и висмут - входят в состав волос и сохраняются в продукте карбонизации. Каждому индивидууму свойственно определенное содержание указанных металлов. Оно может быть определено в волосах, являющихся исходным материалом для выращивания персонифицированного алмаза, в продукте его карбонизации и в самом выращенном алмазе. Тем самым персонификация алмаза по RU 2282584 может быть проконтролирована как на стадии его изготовления, так и в готовом продукте.

Однако известно, что коэффициент захвата различных примесей поверхностью растущего кристалла существенно отличается друг от друга и зависит от качества используемого материала и от условий кристаллизации.

В силу этого вхождение указанных металлов в кристалл алмаза может быть не пропорциональным их содержанию в исходном продукте карбонизации волос, то есть соотношение их концентрации в исходной шихте, включающей продукт карбонизации волос, и в выращенном из нее алмаза может не сохранится. А так как указанные выше металлы содержатся в волосах каждого индивидуума, идентификация выращенного алмаза по этому маркеру становится затруднительной.

Технический результат, достигаемый в заявляемом изобретении, заключается в повышении достоверности идентификации персонифицированного выращенного алмаза.

Указанный технический результат достигается тем, что персонифицированный ювелирный алмаз, выращенный из шихты, включающей углерод, являющийся продуктом карбонизации материала, предоставленного заказчиком, порошок спектрально чистого графита и маркер, в качестве маркера содержит, по крайней мере, два элемента, выбранных из группы лантаноидов, введенных в выращенный алмаз в произвольном задаваемом соотношении в количестве от 0,01 до 10 мкг/г.

Группа лантаноидов насчитывает 15 элементов, имеющих от 1 до 7 изотопов, с атомной массой от 138 (лантан) до 176 (лютеций). Кроме прометия, все они не радиоактивны. Физико-химические свойства лантаноидов сходны, и эти элементы доступны в виде индивидуальных веществ и соединений.

В качестве маркера персонифицированного алмаза могут быть взяты любые комбинации пар лантаноидов, например пары эрбий (Еr) и диспрозий (Dy), диспрозий и гольмий (Но), гольмий и иттербий (Yb), и т.д. Возможно также использование комбинаций из трех лантаноидов, например Gd, Dy и Но, четырех, пяти и т.д.

Указанные маркеры могут быть введены в шихту для роста искусственных алмазов в любом заранее заданном соотношении из азотнокислых растворов солей этих элементов.

В качестве исходного материала, предоставленного заказчиком, могут быть взяты волосы, ногти человека, шерсть или когти животного, части других тканей (например, пуповина), пепел после кремации человека или животного и тому подобное.

Карбонизацию волос (или других частей) человека или животного проводили термолизом в отсутствие кислорода при температуре 400-600°С с последующим перегревом до 700-800°С. Продукт карбонизации содержит до 99% углерода.

Ювелирный алмаз выращивали в ростовой ячейке аппарата высокого давления так, как это описано в книге Чепурова А.И., Федорова И.И., Санина В.М. «Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования», Новосибирск, 1997, с.8-20. Проводили выращивание монокристаллов алмаза ювелирной чистоты весом до 3 карат.

Пример.

Органический материал, предоставленный заказчиком, в виде пряди волос весом около 1 г карбонизировали термолизом при подъеме температуры 400-600°С в отсутствие кислорода. Продукт термолиза перегревали (прокаливали) в отсутствие кислорода до 750°C. От продукта карбонизации, содержащего 98-99% углерода, отбирали примерно 5 мг, смешивали с порошком спектрально чистого графита в соотношении 1:40. На смесь порошков накапывали 0,01 мл смеси азотнокислых растворов вводимых лантаноидов-маркеров. Полученную суспензию высушивали под инфракрасной лампой досуха при температуре 80±1°С.

Высушенную смесь графитового порошка с продуктом карбонизации и введенными лантаноидами-маркерами помещали в ростовую ячейку и выращивали монокристалл алмаза из расплава способом перекристаллизации на затравку так, как это описано в монографии А.И.Чепурова и др.

Получали ювелирный искусственный алмаз весом около одного карата (0,2 г).

Содержание маркеров в алмазе определяли масс-спектрометрическим методом с лазерным пробоотбором. Результаты определения представлены в таблице и на спектрах (фиг.1-3).

Таблица Количество введенных маркеров и их содержание в искусственных алмазах Опыт Маркеры Еr Gd Dy Но Er Yb Lu 1 контр. Введено в ГП*.% - - - - - - - Найдено, мкг/г <0,002 <0,001 <0,001 <0,001 <0,002 <0,002 <0,001 2 Введено в ГП.% - - - - 0,05 0,05 - Найдено, мкг/г <0,002 <0,001 <0,001 <0,001 5,4 5,2 <0,001 3 Введено в ГП,% - 0,005% 0,01% 0,01% - 0,005% 0,01% Найдено, мкг/г <0,002 0,10 0,23 0,25 <0,001 0,20 0,45 * ГП - графитовый порошок в смеси с карбонизатом органического материала.

Как видно из таблицы, в том случае, когда маркеры не добавлялись (контрольный опыт 1), алмаз содержит фоновые (природные) количества лантаноидов (не более 0,002 мкг/г). При введении маркеров (опыты 2 и 3) их содержание в алмазе определяется спектрально; оно минимум на два порядка превышает фоновое.

На фиг.1-3 представлены спектры искусственных алмазов, не содержащие маркеров (фиг.1), и двух алмазов, полученных в опыте 2 (фиг.2) и в опыте 3 (фиг.3).

Масс-спектрометрическая идентификации заявляемого алмаза возможна в любой момент его существования. Кроме того, для получения заявляемого алмаза пригоден любой материал, предоставленный заказчиком.

Изобретение относится к искусственным ювелирным алмазам, которые могут быть идентифицированы с определенным человеком или животным. Персонифицированный ювелирный алмаз выращен из шихты, включающей углерод, являющийся продуктом карбонизации материала, предоставленного заказчиком, порошок спектрально чистого графита и маркер, в качестве которого используют, по крайней мере, два элемента, выбранных из группы лантаноидов, взятых в произвольно задаваемом соотношении в количестве от 0,01 до 10 мкг/г. Тем самым достигается повышение достоверности идентификации персонифицированного алмаза. 3 ил., 1 табл.

Персонифицированный ювелирный алмаз, выращенный из шихты, включающей углерод, являющийся продуктом карбонизации материала, предоставленного заказчиком, порошок спектрально чистого графита и маркер, отличающийся тем, что в качестве маркера он содержит, по крайней мере, два элемента, выбранных из группы лантаноидов, взятых в произвольно задаваемом соотношении в количестве от 0,01 до 10 мкг/г.