Какво представлява седефът? Какво е седеф? Свойства, добив, приложение и цена на седефа Описание на минерала и неговите характеристики
Вилем Калф, Натюрморт с чаша Холбайн, чаша Наутилус и чиния с плодове, 1678 г.
Китайски учени описаха метод за производство на изкуствен седеф, който не се различава от естествения. Технологията може да се използва и за синтезиране на други сложни метаматериали, които съчетават полимерни и минерални компоненти. За това пишат авторите в статия, публикувана от списанието Наука.
Седефът е естествен композитен материал със сложна структура, който някои видове мекотели отлагат върху вътрешната стена на черупката. Образува се от орторомбични кристали на калциев карбонат – арагонит. Шестоъгълни плочи от този минерал с диаметър около 10-20 микрона и дебелина около 5 микрона са подредени в успоредни припокриващи се слоеве, които са облицовани с протеинови и полизахаридни биополимери, включително хитин и фиброин.
Тази комбинация дава на седефа редица ценни характеристики, които са много интересни за практическо приложение: здравина, еластичност, устойчивост на напукване. Съществуват различни подходи за получаване на изкуствен седеф: чрез израстване слой по слой, самосглобяване и „леене чрез замразяване“. Въпреки това, Shu-Hong Yu и неговите колеги от Университета за наука и технологии на Китай отбелязват, че нито една от тези сложни технологии не произвежда материал, който може да се сравни с естествения седеф, и „не използват същата стратегия като живите организми .”
Първият успешен опит за получаване на седеф чрез имитиране на естествения процес на минерализация е направен от изследователи от Кеймбридж през 2012 г. Учените отлагат тънък слой биополимери върху повърхността на стъклен субстрат, образуват пореста структура в тях и след това ги потапят в разтвор, съдържащ нови полимери, както и калциеви и магнезиеви соли в количествата, открити в естествената майка на перла. Процесът се повтаря отново и отново, за да се изградят нови слоеве, докато се получат висококачествени проби от изкуствен седеф, „идентичен с естествения“.
Китайски учени, ръководени от Shu-Hong Yu, са опростили този подход, базиран на минерализацията на слоеве от полимерна матрица. Използвайки замразяване - анизотропното образуване на кристали при охлаждане на разтвор на хитозан, авторите получават слоеста структура, която под въздействието на оцетна киселина се ацетилира, за да образува стабилна хитинова матрица. През него се изпомпва разтвор на калциев бикарбонат в присъствието на магнезий, който се отлага в минерални слоеве между слоевете хитин. Накрая към материала се добавят фиброинови протеинови полимери и се пресоват.
След като изследваха получения метаматериал, учените потвърдиха близостта му до естествения седеф на различни нива на структура. Калциевият карбонат образува кристали арагонит, малко по-големи от естествените, което прави седефа малко по-малко твърд. Като цяло обаче такъв материал запази всичко полезни свойстваседеф, включително атрактивен външен вид и устойчивост на растеж на микропукнатини.
Седефът е камък, който се използва като бижу от древни времена. Получава се от черупките на мекотели и някои морски животни. Етимологията на думата произлиза от немското „Perlmutter“, което буквално се превежда като „майка на перлите“. Съществуват имена със същия превод и на други езици: английски „седеф“, италиански „madreperla“, старофренски „mereperle“. В древна Русия се наричаше просто „черупка“. Арабското наименование на седефа „накар” и съвременното френско „ла седеф” имат същото значение.
Не всяко мекотело може да образува седеф, а сянката и красотата на камъка зависят от местообитанието и храната на малкия обитател на черупката. Най-ценен е седефът от тропиците, облицоващ черупките на обитателите на южните морета. Великолепният се намира в Индийския океан. Има синьо-виолетово, бяло-синьо, червено, розово със златни петънца и сиво-зелен седеф. Всеки един е красив по свой начин. и всички те играят в лъчите на светлината с уникален блясък и деликатни нюанси на нюанси.
Седефът се състои главно от карбонатна вар с примеси на органични вещества от животински произход. Това вещество, което покрива вътрешността на местообитанието на мекотелото със сравнително равномерен, плътен слой, също е неразделна част от перлите. Седефът удивлява с искрящи преливащи се цветове, плавни преходиот един тон на друг. Има и бяло, и нежно розово, и бледо синьо, и зелено, и сиво, и лилаво. Това оцветяване не се дължи на пигмент, а на слоеста слоеста структура с тънки слоеве въздух, отразяващи светлинните лъчи под различни ъгли и предизвикващи такова великолепно пречупване на светлината и очарователен блясък.
Естествен и изкуствен седеф
Въпреки привидната си крехкост, структурата на седефа е доста здрава, което затруднява отделянето му от черупката. Използвани са специални пили за отделяне на седефа от черупката. Седефът обикновено се изолира от миди, събрани в търсене на перли, въпреки че често миди се търсят специално за извличане на седеф. Например в древен Китай ловците на седеф специално отиваха във Филипините от година на година, за да го извличат. Ориенталският седеф се цени и до днес. Именно той сега стана модерен. Майсторите на Изтока не само винаги са били известни като миньори на седеф, но и са знаели как да го оцветяват, придавайки му всеки, най-сложен цвят или сянка.
Още през 17 век Франция се е научила да произвежда изкуствено седеф. Това далеч не е лесен въпрос. Така наречената перлена есенция се извлича от люспите на уклея, за което люспите на тази риба се смилат с вода, освобождавайки от нея лъскав пигмент. Пигментът беше тежка течност, която се утаи на дъното на съда. Готовата перлена есенция се смесва с желатин, разтворен във вода, като се получават много добри изкуствени камъни. От 8000 риби могат да бъдат изолирани само 120 g перлена есенция.
Използване на седеф в древността
Основни характеристики на седефа:
- твърдост 2,5 – 4,5;
- плътност – 2,7 g/cm³.
Силата на камъка, цветът, неописуемите преливания и чистота на цвета, меките нюанси, великолепният блясък привличаха погледите на хората в зората на цивилизацията и продължават да очароват и до днес. Напомня за морето и небето, тихия вятър и нежните слънчеви лъчи, в него тайнствено се преплитат силата и красотата на природата. В северните страни седефът също беше ценен заради своята рядкост и недостъпност, привличайки към далечните южни брегове. Беше пропит с аура на мистерия и кралски лукс. От древни времена седефът, подобно на перлите, е бил заобиколен от приказки, легенди, вярвания и суеверия, които още повече привличат към него богати красавици и знатни занаятчии. Не напразно той е смятан за един от най-ценните камъни, притежаващ нещо тайнствено и животворно.
Използването на камъка в Китай, Индия и други източни страни е добре известно, но много малко надеждна информация е запазена за използването му в Рим и Гърция. Въпреки че е абсолютно ясно, че камъкът, толкова високо ценен в древността, е бил познат и на тези цивилизации. Светоний казва, че жезлите на Нерон и стените на великолепния му дворец са били украсени със седеф. През Средновековието се разпространява във Франция, където е пренесен от Изтока. В Лувъра е запазена фигурка на бик, украсена със седефени камъни. Френският крал Карл V е притежавал много бижута и предмети от него. Най-интересната фигурка, изобразяваща църквата на Божи гроб, изработена от маслиново и абаносово дърво, инкрустирана със слонова кост, сребро и седеф. Това произведение на изкуството е създадено през 16 век във Витлеем. Статуетката е подарена на западния монарх. Има много чаши, изработени от седеф, обшити със сребро и изпълнени с великолепно майсторство. Много произведения се съхраняват в Оръжейната камара в Москва.
Лечебни и магически свойства
Алхимиците са знаели от незапомнени времена лечебни свойствакамък Те вярвали, че внимателно смленият кралски камък седеф може да лекува всяка болест. Освен това от него се правели мехлеми и кремове, които се използвали за избелване на лицето, премахване на лунички и други нежелани пигментации, използвали се за много медицински и козметични цели. Предполага се, че за подобряване на слуховото възприятие е достатъчно да се носят обеци със седеф. Широко приложение е намерила и перлената есенция, която за разлика от перлената есенция се получава чрез екстракция от седеф или перли. Използва се за подобряване на сърдечната дейност, при припадъци и за повишаване на потентността. Днес, според алтернативната медицина, камъкът има редица полезни свойства:
- има общоукрепващ ефект върху човешкото тяло;
- подобрява имунитета;
- повишава производителността.
Въпреки своята тайнственост и очарователна привлекателност, седефът не е намерил широко приложение в магията. Вярвало се, че течността, поставена в съд от черупка, има магически и лечебни свойства.
В желанието си да привлекат благоволението на боговете, върху черупките бяха нанесени всякакви магически рисунки и символи.
Каменният талисман привлича промени в живота, защитава семейната хармония, защитава къщата от зли духове и помага да се отгатне бъдещето, засилва интуицията.
Амулетът от седеф удължава живота.
Бъдещето на седефа: военни нанотехнологии
В Института по военни нанотехнологии към Масачузетския технологичен институт американски учени изследваха структурата и свойствата на седефа под електронен микроскоп. Изследванията показват, че естественият материал, покриващ черупките на мекотелите, има уникално здрава структура. Химическите изследвания разкриват изключителната сложност на структурата на седефа. Основната неорганична част от седефа е много крехка формация. Но запечатано малка сумаживотински органика, тя придобива необичайно висока якост. Съвременните учени продължават да изследват не напълно изяснените процеси, протичащи в клетките на мекотелите по време на производството на седеф. Физиците също не останаха настрана. В лабораторията Бъркли, специализирана в ядрени изследвания, установиха сходството на структурата на седефа и водата в момента на замръзване.
Изследванията на физици, химици и биолози предполагат, че този естествен материал ще се превърне в прототип на бронята на бъдещето. Но това не са само спекулации. Масачузетският институт вече получи грант от американската армия за създаването на нов военна униформа, способни да предпазват не само от куршуми, но и от химически и биологични оръжия. Използването на нови технологии не се ограничава само до военната индустрия. Вече са направени предположения за възможността за използване на откритията в медицината за производството на изкуствена костна тъкан, в електрониката, автомобилостроенето и други области. Ще се използва не естествен камък, а изкуствено отгледан върху ледени матрици.
Седефът расте върху вътрешния слой черупки. Състои се от кристали арагонит. Плочите от арагонит пречупват светлинните лъчи, така че седефът изглежда преливащ и съдържа всички цветове на дъгата. Раковини с най-красивите разновидности на седефа обикновено се намират в Персийския залив, Червено море и островите в Тихия океан. Тъмният седеф се получава от черупката на морския мекотел халиотис, а белият - от индийската морска перлена стрида. Изделия от седеф са носели фараоните в древен Египет пр.н.е. На Изток се използва за инкрустиране на вази, паравани, лакирани кутии, копчета, огледала и други предмети от бита.
У дома може да се получи от люспите на всяка риба. Правенето на седеф може да бъде забавен експеримент по химия, на който вашите деца ще се радват. Рибните люспи съдържат веществото гуанин, от което се получава перленият пигмент. Преди това такъв пигмент често се използва в производството на козметика, например за създаване на перлен лак. Преди няколко десетилетия перленият прах се продаваше във всяка аптека, защото се смяташе, че е полезен за здравето. Шаранът е най-добрият избор за получаване на пигмент. Купете риба от хранителния магазин, изстържете люспите и я поставете в стъклен буркан. Добавете вода и започнете да разбърквате течността с миксер, докато сребърният химен се види на люспите. Трябва да започне да се отделя на малки кристали и да се образува утайка на дъното на буркана. Прецедете сместа и подсушете перления прах.
Нека също така да разгледаме как да направим перлен акварел от получения прах. Тази боя е много подходяща за детски рисунки и има ефект на магическа атмосфера. Представете си колко щастливо ще бъде вашето дете, когато нарисува мигащи феи или мистериозна снежна гора.
За да създадете боя, ще ви трябва гума арабика (т.е. акациева смола). на водна основа. Това вещество може да се намери в магазините за художествени стоки. Подгответе и мястото, където ще излеете готовата боя. Контейнерите от използваната козметика са подходящи за това. Малък квадратен контейнер за балсам за устни работи добре. Много внимателно изсипете седефа в съда. Толкова е лек, че лети из стаята при най-малкия полъх на вятъра. Добавете смола в съотношение приблизително четири части седеф към една част смола. След смесване консистенцията не трябва да е течна или да съдържа бучки. Притиснете отгоре с лъжица и боята е готова. Има и друг вариант за получаване на перлена боя чрез чисто химичен метод без използване на прах. Намерете бариев тиосулфат. Неговите кристали, смесени с прозрачен лак за нокти, ще придадат на лака перлен цвят. Ако ги добавите към лепило за дърво и ги нанесете върху твърда повърхност, получавате перлен ефект.
За имитация на седефени плочи при изработване на сувенири и украса на тетрадки можете да използвате костен лепилен разтвор, поръсен с магнезиев сулфат. Смес от рибени люспи и лепило се нанася върху слоя от получените кристали сол и се покрива с желатинов разтвор. Изкуственият седеф се съчетава прекрасно с махагон и слонова кост. Бижутата от него допълват тъмната кожа.
Червилото, лакът за нокти или сенките за очи изглеждат съвсем различно, ако добавите към тях седеф. Често се бърка с перлите, което не е изненадващо, тъй като и двете имат сходен състав и произход. И все пак седефът е независим камък. Има свои собствени характеристики, магически свойства и предназначение.
Не всички скъпоценни камъни идват от скали. Има декоративни камъни, които някога са били част от биологична структура. Седефът, подобно на корала, кехлибара или перлите, е един от тези органични минерали. Но какво е седефът като минерал?
Седефът е преливащият се ирисцентен слой вътре в перленото мекотело.Немското име на камъка означава „майка на перлите“. И това е справедливо, защото всяка черупка, в която е паднала песъчинка или друг чужд фрагмент, ще създаде перла.
Ако нищо не попадне вътре, слоят седеф не обгръща зърното, а расте по стените на мекотелото.
Химически минералът е калциев карбонат (CaCO3), базиран на карбонатна вар или арагонит (85%) с примес на конхиолин (12%) и вода (3%).
Якостта на материала е ниска - 2,6–4,6 по скалата на Моос. Дъговите преливания се създават от уникално подреждане на арагонитни слоеве, което пречупва слънчевата светлина по различен начин.
От гледна точка на гемолог това не е скъпоценен камък, но неговите декоративни свойства приравняват седефа с тях.
Естествените камъни са крехки, затова се обработват само ръчно от квалифицирани майстори.
История на камъка
Седефът е познат на хората от хиляди години. Намира се в гробниците на фараоните на Древен Египет, каменна огърлица, направена преди пет хиляди години преди новата ера, е открита в Ирак.
На Изток този камък се използва за украса на стените на дворци, съдове и предмети от бита, а белият материал се счита за любим.
Древните лечители са използвали минерала като антисептик за заздравяване на рани, а средновековните са разширили обхвата на употреба чрез смилане на камъка за лечебни тинктури и отвари.
Той доведе до грях повече от един монах от Средновековна Европа. Те продаваха частици от седеф, в „опаковка“ с Божията благословия, като „пера от ангелски крила“ на богати енориаши. След като бързо забогатяват, те изоставят монашеството в полза на светския живот.
Русия се запознава със седефа в края на 17 век. началото на XVIIIвекове. Църквите и интериорите бяха украсени с минерала, благородството се гордееше с великолепните си кутии и кутии за емфие, украсени с преливащ материал.
Римските императори са били наясно със свойствата на камъка да дарява притежателя си с мъдрост и дарбата да чете мислите на другите, а Нерон заповядва стените на двореца му да бъдат облицовани с дъгови плочи.
Камъкът е бил оценен от Мария Стюарт и Екатерина Велика, чиято колекция от седеф от стотици предмети предизвиква възхищение от посетителите на Ермитажа днес.
Находища и добив на полезни изкопаеми
Седефът като камък не се търси специално, а се добива заедно с перлите. И не от земната твърд, нейните залежи са водните дълбини.
Те са в златна рамка, но седефът е безупречен със среброто. Тази комбинация е на мода от векове и вероятно няма да загуби популярност.
Бижутата със седеф органично допълват както бизнес, така и романтични тоалети.
Обработката на камък включва шлайфане, рязане, полиране, оформяне, гравиране, а цял екип създава един продукт.
Майка на перлите - така може да се преведе думата „седеф“ от немски. Този красив естествен материал вдъхновява не само бижутерите да създават прекрасни бижута, но и химиците, които искат на всяка цена да пресъздадат уникалните свойства на веществото в лабораторията. Приближавайки се бавно към целта си, те вече са постигнали значителни резултати.
Но все пак човек все още не е успял да създаде нищо подобно по отношение на вариациите във физическите характеристики на първоначалните материали и крайния продукт (в случая седеф). Ето защо последното постижение на учените изглежда толкова впечатляващо на фона на останалите.
В хода на изследването химиците установиха, че високата якост на седефа се определя от неговата структура. Именно това се опитаха да пресъздадат авторите на произведението.
За да направят това, те извършиха контролирано замразяване на водна суспензия от алуминиев оксид (алуминиев оксид) с добавяне на доста често срещан полимер полиметилметакрилат (PMMA).
Изследователите съобщиха за своите постижения в списание Science.
Грапавостта на хибридната керамика също определя нейната здравина, тъй като влияе върху процеса на срязване на „тухлите“, а оттам и върху разсейването на енергията. Вмъкването показва доста големи брикети от новия материал. Преди това учените успяха да получат проби от такова силно вещество само под формата на тънки филми. Има и снимка, направена с помощта на сканиращ електронен микроскоп, показваща поведението на материала при натоварване. Щетите се разпространяват под формата на малки пукнатини (снимка от Националната лаборатория на Лорънс Бъркли). Тяхното откритие се основава на двегодишна работа на колегите изследователи от Бъркли Едуардо Сайз и Антони Томсия.
Тогава учените откриха, че е възможно да се създаде много издръжлив изкуствен заместител на човешка кост чрез замразяване на морска вода.
Този път химиците първо също замразиха водата, но за да създадат матрица, която стана основа за получаване на рамка от алуминиеви плочи (ламели) (тя заемаше порите, които не бяха пълни с лед). След това ледът се отстранява чрез изпаряване и на негово място се въвежда полимер.
Якостта на материала се определя от способността му да разсейва енергията на деформация. В този случай полимерът между плочите от алуминиев оксид им позволява да се „плъзгат“ една спрямо друга и по този начин да разпределят натоварването, точно както правят протеиновите структури в черупките на мекотелите.
Но химиците успяха не само да създадат рамка на плоча. Те успяха да повлияят на дебелината на плочите, тяхната макроскопична ориентация, химията и грапавостта на интерфейсите на ламелите. Чрез компресиране на рамката, перпендикулярно на слоевете по време на синтероване, те също така получават „тухли“ от алуминиев оксид и постигат образуването и уплътняването на керамични мостове между тях. Възможността да се променят всички тези параметри ще позволи в бъдеще да се получат материали с други свойства и има голяма вероятност сред тях да има такива, които ще бъдат дори по-добри от сегашните.
„Опитахме се да имитираме естествени механизми за укрепване, като принудихме частиците от алуминиев оксид да се подредят в йерархични структури", казва Ричи в прессъобщение от лабораторията. „В бъдеще се надяваме, че изследването на вече получени композити ще ни позволи да подобрим синтез на леки небиологични материали с уникална твърдост и здравина.
В бъдеще химиците възнамеряват да получат материали с още по-голяма здравина. Те се надяват да постигнат нови и вълнуващи резултати чрез промяна на съотношението алуминиев оксид/PMMA, за да увеличат съдържанието на керамика, замяна на полимера с различен и дори замяна на целия полимер с метал.
Учените от Бъркли смятат, че металът не само ще позволи на плочите да се движат една спрямо друга (при такива размери това е напълно осъществимо), но и ще поеме част от натоварването. Освен това, за разлика от полимера, той може да работи при високи температури.
Резултатът ще бъде лек и издръжлив композитен материал, който винаги ще намира приложение както в енергийната, така и в транспортната индустрия, уверени са изследователите. Достатъчно е да дадем прост пример: много автомобилни части, направени от такъв композит, ще тежат значително по-малко от стоманените, което ще има положителен ефект върху разхода на гориво.
Въпреки това, преди идеята да се превърне в реалност (позволявайки на производителите да се възползват), ще е необходимо не само да се подобри самият материал, но и да се организира масовото му производство.