13 marca<\/span><\/small><\/strong><\/p>\n Dzie\u0144 KLEJNOT\u00d3W<\/span><\/small><\/strong><\/p>\n \n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>[vc_single_image image=”16858″ img_size=”full” alignment=”center” style=”vc_box_rounded”][\/vc_column][vc_column width=”3\/4″]\r\n Dnia 13 marca obchodzony jest Dzie\u0144 Klejnot\u00f3w.<\/p>\n Klejnoty, czyli kamienie szlachetne to warto\u015bciowe, bo rzadko spotykane i odznaczaj\u0105ce si\u0119 efektownym, atrakcyjnym wygl\u0105dem, odmiany niekt\u00f3rych minera\u0142\u00f3w. Czo\u0142owym przedstawicielem kamieni szlachetnych jest diament, kt\u00f3ry odpowiednio oszlifowany nosi nazw\u0119 brylantu. Zadaniem szlifu jest wydobycie z diamentu niezwyk\u0142ego po\u0142ysku, iskrzenia tysi\u0105cami promieni. Efekt ten to tzw. zjawisko brylancji. Im wi\u0119ksza ilo\u015b\u0107 i intensywno\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, kt\u00f3re dociera do obserwatora, tym lepiej \u2013 brylant ma wtedy tzw. \u201e\u017cycie”.<\/p>\n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>\r\n \u201eKartka z kalendarza\u201d<\/a> to cykl artyku\u0142\u00f3w, kt\u00f3re powstawa\u0142y z okazji r\u00f3\u017cnych nietypowych \u015bwi\u0105t. Autorami prezentowanych materia\u0142\u00f3w s\u0105 studenci, doktoranci i pracownicy Wydzia\u0142u Nauk \u015acis\u0142ych i Technicznych U\u015a.<\/p>\n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>[vc_separator color=”custom” accent_color=”#9b132a”][\/vc_column][\/vc_row][vc_row css=”.vc_custom_1629883969954{margin-bottom: 0px !important;border-bottom-width: 0px !important;padding-bottom: 0px !important;}” el_class=”shadow”][vc_column width=”1\/3″ el_class=”foto”][vc_column_text el_class=”foto” css=”.vc_custom_1646999015819{padding-right: 20px !important;padding-left: 20px !important;}”] dr in\u017c. Karolina Jurkiewicz, prof. U\u015a<\/strong><\/small><\/span><\/p>\n profesor uczelni<\/p>\n Instytut Fizyki<\/p>\n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>[\/vc_column][vc_column width=”2\/3″]\r\n Klejnoty, czyli kamienie szlachetne to warto\u015bciowe, bo rzadko spotykane i odznaczaj\u0105ce si\u0119 efektownym, atrakcyjnym wygl\u0105dem, odmiany niekt\u00f3rych minera\u0142\u00f3w. Czo\u0142owym przedstawicielem kamieni szlachetnych jest diament<\/strong>, kt\u00f3ry odpowiednio oszlifowany nosi nazw\u0119 brylantu<\/strong>. Zadaniem szlifu jest wydobycie z diamentu niezwyk\u0142ego po\u0142ysku, iskrzenia tysi\u0105cami promieni. Efekt ten to tzw. zjawisko brylancji<\/strong>. Im wi\u0119ksza ilo\u015b\u0107 i intensywno\u015b\u0107 \u015bwiat\u0142a, kt\u00f3re dociera do obserwatora, tym lepiej \u2013 brylant ma wtedy tzw. \u201e\u017cycie”.<\/p>\n Efekt brylancji<\/strong> jest konsekwencj\u0105, poza specjalnym szlifem, wysokiego wsp\u00f3\u0142czynnika za\u0142amania \u015bwiat\u0142a diamentu, zwanego r\u00f3wnie\u017c wsp\u00f3\u0142czynnikiem refrakcji<\/strong>. W tym momencie warto przypomnie\u0107 lekcj\u0119 fizyki. W r\u00f3\u017cnych o\u015brodkach optycznych \u015bwiat\u0142o rozchodzi si\u0119 z r\u00f3\u017cnymi pr\u0119dko\u015bciami. Gdy biegn\u0105cy w powietrzu promie\u0144 \u015bwiat\u0142a padnie na powierzchni\u0119 diamentu, jego cz\u0119\u015b\u0107 odbije si\u0119, a cz\u0119\u015b\u0107 wpadnie do \u015brodka. Ze wzgl\u0119du na to, \u017ce diament jest \u015brodowiskiem znacznie g\u0119stszym optycznie ni\u017c powietrze, ta cz\u0119\u015b\u0107 promienia, kt\u00f3ra dosta\u0142a si\u0119 do \u015brodka, znacznie zwolni, co spowoduje zmian\u0119 jego kierunku. Nast\u0119puje zatem zjawisko za\u0142amania si\u0119 \u015bwiat\u0142a na granicy dw\u00f3ch o\u015brodk\u00f3w. Stosunek pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a w pr\u00f3\u017cni do pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a w danym o\u015brodku okre\u015blany jest wsp\u00f3\u0142czynnikiem za\u0142amania \u015bwiat\u0142a, inaczej wsp\u00f3\u0142czynnikiem refrakcji. Im wy\u017cszy wsp\u00f3\u0142czynnik za\u0142amania materia\u0142u, tym wi\u0119cej \u015bwiat\u0142a odbije si\u0119 od jego powierzchni i tym wi\u0119kszy b\u0119dzie jego blask. Okazuje si\u0119, \u017ce wsp\u00f3\u0142czynnik za\u0142amania diamentu jest bardzo wysoki, wynosi a\u017c 2,4. Zdarzaj\u0105 si\u0119 minera\u0142y o wy\u017cszym wsp\u00f3\u0142czynniku za\u0142amania, ale nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce istniej\u0105 jeszcze inne cechy, kt\u00f3re wp\u0142ywaj\u0105 na efekty \u015bwietlne kryszta\u0142\u00f3w, takie jak, np. jako\u015b\u0107, czyli brak skaz i defekt\u00f3w oraz czysto\u015b\u0107. Diamenty pod tym wzgl\u0119dem wygrywaj\u0105. Mo\u017cna oczywi\u015bcie spotka\u0107 fantazyjne diamenty kolorowe. Ich barwa jest zale\u017cna w\u0142a\u015bnie od zanieczyszcze\u0144 \u2013 domieszek obcych substancji. Niestety zabarwienie diamentu jednocze\u015bnie obni\u017ca po\u017c\u0105dane efekty brylancji<\/strong>. S\u0105 one najsilniejsze dla brylant\u00f3w czystych \u2013 bezbarwnych i pozbawionych defekt\u00f3w. Ka\u017cdy najmniejszy b\u0142\u0105d struktury kamienia zak\u0142\u00f3ca przej\u015bcie przez niego \u015bwiat\u0142a, obni\u017caj\u0105c jego cechy jako\u015bciowe.<\/p>\n Warto r\u00f3wnie\u017c wspomnie\u0107, \u017ce diament wyr\u00f3\u017cnia si\u0119 r\u00f3wnie\u017c na tle innych kamieni szlachetnych wysok\u0105 dyspersj\u0105 \u015bwiat\u0142a<\/strong>, kt\u00f3ra wywo\u0142uje barwne migotanie promieni wychodz\u0105cych z kryszta\u0142u. Z fizycznego punktu widzenia jest to efekt podobny do rozszczepienia \u015bwiat\u0142a bia\u0142ego przez pryzmat na barwy spektralne. Poniewa\u017c \u015bwiat\u0142o bia\u0142e jest mieszanin\u0105 \u015bwiate\u0142 o wielu barwach, to przepuszczenie go przez pryzmat (w naszym przypadku diament o szlifie brylantowym) spowoduje rozdzielenie poszczeg\u00f3lnych sk\u0142adowych \u015bwiat\u0142a bia\u0142ego na t\u0119cz\u0119 kolor\u00f3w, nadaj\u0105c kamieniowi t\u0119czowy blask. Szeroko\u015b\u0107 obserwowanej t\u0119czy zale\u017cna jest od r\u00f3\u017cnicy w k\u0105tach za\u0142amania promieni \u015bwiat\u0142a o r\u00f3\u017cnych barwach \u2013 czyli w\u0142a\u015bnie dyspersji. Efekt ten odgrywa wa\u017cn\u0105 rol\u0119 w kamieniach bezbarwnych lub kamieniach o bardzo jasnych barwach, wp\u0142ywaj\u0105c na podniesienie ich wizualnej atrakcyjno\u015bci.<\/p>\n Naturalny, nieoszlifowany diament<\/strong> nie l\u015bni wcale tak jak brylanty w pier\u015bcionkach, mimo wysokiego wsp\u00f3\u0142czynnika refrakcji. Ustalili\u015bmy ju\u017c, \u017ce aby wydoby\u0107 z niego \u201e\u017cycie\u201d, potrzebny jest jeszcze specjalny szlif. Trudno\u015b\u0107 polega na ustawieniu fasetek<\/strong>, czyli \u015bcianek, pod takimi k\u0105tami w stosunku do siebie, by \u015bwiat\u0142o wpadaj\u0105ce do bry\u0142y odbi\u0142o si\u0119 od wn\u0119trza kamienia (nawet wielokrotnie) i wr\u00f3ci\u0142o z powrotem do oka obserwatora. Chodzi o to, by nie dopu\u015bci\u0107 do ucieczki promieni do\u0142em lub bokiem bry\u0142y. Podstawa obrobionego diamentu dzia\u0142a jak zwierciad\u0142o. Wnikaj\u0105ce do wn\u0119trza \u015bwiat\u0142o za\u0142amuje si\u0119 na powierzchni \u015bcianek, a nast\u0119pnie odbija si\u0119 od dolnej cz\u0119\u015bci, kt\u00f3ra pe\u0142ni rol\u0119 lustra. Odbite promienie za\u0142amuj\u0105 si\u0119 ponownie na wierzchniej cz\u0119\u015bci brylantu i wychodz\u0105 z niego, budz\u0105c podziw obserwatora. Zdecydowanie najcz\u0119\u015bciej stosowanym w obr\u00f3bce diament\u00f3w naturalnych jest szlif okr\u0105g\u0142y<\/strong>, dla kt\u00f3rego zarezerwowano nazw\u0119 ,,brylantowy”,\u00a0 wymagaj\u0105cy stworzenia w cz\u0119\u015bci g\u00f3rnej – koronie, co najmniej 33 faset, a w cz\u0119\u015bci dolnej – pawilonie, co najmniej 25 faset. Jego pierwowz\u00f3r zosta\u0142 wymy\u015blony w XVII w. przez weneckiego szlifierza Vicenzio Peruzziego. Do opisu wszystkich innych kszta\u0142t\u00f3w szlifu poza okr\u0105g\u0142ym u\u017cywa si\u0119 terminu \u201eszlif fantazyjny<\/strong>\u201d.<\/p>\n Popularne szlify diament\u00f3w<\/small><\/p>\n \n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>\r\n Niemal ka\u017cda kobieta marzy o tym, by posiada\u0107 takie klejnoty. A zw\u0142aszcza kobieta-naukowiec! Dlaczego? Ju\u017c wyja\u015bniam. Szacuje si\u0119, \u017ce naturalne diamenty powsta\u0142y do 500 km w g\u0142\u0105b ziemi pod wp\u0142ywem bardzo wysokiej temperatury i ci\u015bnienia, a dzi\u0119ki wybuchom wulkan\u00f3w zosta\u0142y wyparte na p\u0142ytsze warstwy i powierzchni\u0119 ziemi. Diamenty zbudowane s\u0105 z w\u0119gla atomowego, s\u0105 odmian\u0105 alotropow\u0105 w\u0119gla charakteryzuj\u0105c\u0105 si\u0119 niezwyk\u0142\u0105 twardo\u015bci\u0105. W skali Mohsa ich twardo\u015b\u0107 dostaje maksymaln\u0105 ilo\u015b\u0107 punkt\u00f3w \u2013 10. Dla por\u00f3wnania grafit \u2013 inna odmiana alotropowa w\u0119gla ma jedynie 1 punkt. Diamenty mog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c syntezowane. Proces produkcji wymaga zarodk\u00f3w kryszta\u0142\u00f3w diament\u00f3w i w\u0119glowego prekursora, np. grafitu, kt\u00f3ry w warunkach wysokiej temperatury (1500-2000\u00b0C) i ci\u015bnienia (5-10 GPa) ulega przemianie fazowej do struktury diamentu. Jest to tzw. metoda HPHT (ang. high-pressure high-temperature). Diamenty s\u0105 zatem wytwarzane w warunkach ekstremalnie wysokiego ci\u015bnienia, ale same mog\u0105 te\u017c by\u0107 wykorzystane do wygenerowania takiego ci\u015bnienia. W 1988 r. przez pracownik\u00f3w National Bureau of Standards (obecnie National Institute of Standards and Technology) zosta\u0142a wynaleziona komora z diamentowym kowad\u0142em, kt\u00f3ra zrewolucjonizowa\u0142a badania wysokoci\u015bnieniowe. W tego typu komorze (rysunek poni\u017cej) dwa diamenty o jako\u015bci klejnotu przyk\u0142adaj\u0105 si\u0142\u0119 do pr\u00f3bki. Dzia\u0142a to jak imad\u0142o. Diament, cho\u0107 niezwykle twardy, jest przezroczysty dla szerokiego zakresu promieniowania elektromagnetycznego, w tym promieni gamma, promieni rentgenowskich, \u015bwiat\u0142a widzialnego oraz cz\u0119\u015bci podczerwieni i ultrafioletu. Daje to naukowcom mo\u017cliwo\u015b\u0107 zastosowania wielu technik eksperymentalnych, w szczeg\u00f3lno\u015bci dyfrakcji rentgenowskiej, spektroskopii w podczerwieni i Ramana czy spektroskopii M\u00f6ssbauera do badania materii pod wysokim ci\u015bnieniem do oko\u0142o 100 GPa. Zdolno\u015b\u0107 do badania materii przy bardzo wysokich ci\u015bnieniach ma wa\u017cne implikacje dla zrozumienia fizyki i chemii materia\u0142\u00f3w. Gdy materia\u0142y poddawane s\u0105 bardzo wysokiemu ci\u015bnieniu, cz\u0119sto dochodzi do niezwyk\u0142ych przemian. S\u00f3d, przewodz\u0105cy metal w normalnych warunkach, pod wysokim ci\u015bnieniem staje si\u0119 przezroczystym izolatorem, a gazowy wod\u00f3r staje si\u0119 cia\u0142em sta\u0142ym. Wykorzystuj\u0105c diamentowe kowad\u0142a, mo\u017cemy syntetyzowa\u0107 absolutnie nowe materia\u0142y o unikalnych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach do zastosowa\u0144 technologicznych. Innym zastosowaniem diamentowych kowade\u0142 jest odtworzenie warunk\u00f3w panuj\u0105cych we wn\u0119trzach gigantycznych planet. Dzi\u0119ki diamentom naukowcy mog\u0105 zatem bada\u0107 wszech\u015bwiat.<\/p>\n Obraz mikroskopowy diamentu w diamentowym kowadle \u2013 zdj\u0119cie w\u0142asne wykonane podczas eksperymentu synchrotronowego w Advanced Photon Source, USA<\/small><\/p>\n W 2016 roku naukowcy z grupy Prof. Jodie Bradby z Australian National University wykazali, \u017ce \u015bciskaj\u0105c w\u0119giel szklisty \u2013 nieuporz\u0105dkowan\u0105 odmian\u0119 materia\u0142u w\u0119glowego – w diamentowych kowad\u0142ach, mo\u017cna stworzy\u0107 lonsdaleit<\/strong>, czyli materia\u0142 twardszy od diament\u00f3w jubilerskich [Shiell, T., et al. (2016). Nanocrystalline hexagonal diamond formed from glassy carbon. Scientific reports, 6(1), 1-8]. Lonsdaleit to odmiana diamentu wyst\u0119puj\u0105ca naturalnie w miejscach upadku meteoryt\u00f3w, w wyniku dzia\u0142ania wysokiego ci\u015bnienia i temperatury w chwili zderzenia z Ziemi\u0105. Jego niezwyk\u0142a twardo\u015b\u0107 jest skutkiem heksagonalnie u\u0142o\u017conych atom\u00f3w.<\/p>\n W zwyk\u0142ym diamencie struktura atomowa jest sze\u015bcienna. Wcze\u015bniejsze symulacje komputerowe pokazywa\u0142y, \u017ce lonsdaleit<\/strong> mo\u017ce by\u0107 o ponad 50% twardszy od zwyk\u0142ego diamentu. Naturalne lonsdaleity nie by\u0142y jednak tak twarde. Wynika\u0142o to z zanieczyszcze\u0144 i niedoskona\u0142o\u015bci struktury krystalicznej. Zesp\u00f3\u0142 Prof. Bradby uzyska\u0142 lonsdaleit w diamentowym kowadle pod ci\u015bnieniem 112 GPa i temperaturze 400\u00b0C. Diamenty niestety zosta\u0142y uszkodzone (bo napotka\u0142y na materia\u0142 twardszy od siebie), ale pr\u00f3bka w\u0119gla szklistego zosta\u0142a odzyskana i zbadana mi\u0119dzy innymi metodami synchrotronowej dyfrakcji rentgenowskiej i wysokorozdzielczej mikroskopii elektronowej. Znaleziono w niej nanokryszta\u0142y lonsdaleitu. W przypadku materia\u0142\u00f3w typu nano cz\u0119sto \u201emniejsze\u201d znaczy \u201etwardsze\u201d. Kobiety naukowcy mog\u0142yby zatem sta\u0107 w opozycji do wi\u0119kszo\u015bci kobiet twierdz\u0105c, \u017ce \u201eim mniejszy diament, tym lepszy\u201d. Jedno jest pewnie \u2013 diament to prawdziwy skarb<\/strong>!<\/p>\n <\/p>\n![\"zdj\u0119cie](\"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnst\/wp-content\/uploads\/sites\/18\/zdjecia-wydarzenia\/kartka\/JurkiewiczKarolina_2KW.jpg\")
\nFot. archiwum U\u015a<\/em>[\/vc_column_text]\r\n
\nDlaczego brylanty tak b\u0142yszcz\u0105 i mieni\u0105 si\u0119 kolorami?<\/span><\/span><\/h3>\n
Szlif brylantowy<\/span><\/h3>\n
![\"popularne](\"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnst\/wp-content\/uploads\/sites\/18\/2022\/03\/Szlify-diamentu.jpg\")
<\/center><\/p>\nDiamenty najlepszym przyjacielem kobiety… naukowca<\/span><\/h3>\n
![\"diamet](\"https:\/\/us.edu.pl\/wydzial\/wnst\/wp-content\/uploads\/sites\/18\/zdjecia-wydarzenia\/kartka\/diament-w-diamentowym-kowadle.png\")
<\/center><\/p>\nTwardszy ni\u017c diament?<\/span><\/h3>\n