Čo je perleťový kameň? Čo je to matka perly? Vlastnosti, ťažba, použitie a cena perlete Popis minerálu a jeho charakteristiky
Willem Kalf, Zátišie s Holbeinovým kalichom, Nautilovým pohárom a ovocným tanierom, 1678
Čínski vedci opísali metódu na získanie umelej perlete, ktorá sa nelíši od prírodnej. Táto technológia sa môže použiť aj na syntézu iných komplexných metamateriálov, ktoré kombinujú polymérne a minerálne zložky. Autori o tom píšu v článku publikovanom časopisom Veda.
Perleť je prírodný kompozitný materiál zložitej štruktúry, ktorý niektoré druhy mäkkýšov ukladajú na vnútornú stenu ulity. Tvoria ho ortorombické kryštály uhličitanu vápenatého – aragonitu. Šesťhranné platne tohto minerálu s priemerom asi 10-20 mikrónov a hrúbkou asi 5 mikrónov sú položené v paralelných prekrývajúcich sa vrstvách, ktoré sú položené s proteínovými a polysacharidovými biopolymérmi vrátane chitínu a fibroínu.
Táto kombinácia dáva perlorodke množstvo cenných vlastností, ktoré sú veľmi zaujímavé pre praktické využitie: pevnosť, pružnosť, odolnosť proti praskaniu. Existujú rôzne prístupy k získaniu umelej perlete: prostredníctvom vytvárania vrstvy po vrstve, vlastnej montáže a odlievania mrazom. Shu-Hong Yu a jeho kolegovia z University of Science and Technology of China však poznamenávajú, že žiadna z týchto zložitých technológií nevytvára materiál, ktorý by sa vyrovnal prírodnej perleti, a „nepoužíva stratégiu, ktorú používajú živé organizmy. “
Prvý úspešný pokus získať perleť simuláciou prirodzeného procesu mineralizácie urobili výskumníci z Cambridge už v roku 2012. Vedci naniesli tenkú vrstvu biopolymérov na povrch skleneného substrátu, vytvorili v nich poréznu štruktúru a potom ich ponorili do roztoku obsahujúceho nové polyméry, ako aj vápenaté a horečnaté soli v množstvách, ktoré sa nachádzajú v prirodzenej matke. - z perlete. Proces sa opakoval znova a znova, aby sa vytvorili nové vrstvy, až kým sa nezískali vysokokvalitné vzorky umelej perlete, "identické s prírodnými".
Čínski vedci pod vedením Shu-Hong Yu tento prístup zjednodušili na základe mineralizácie vrstiev polymérnej matrice. Pomocou zmrazenia - anizotropnej tvorby kryštálov počas chladenia roztoku chitosanu autori získali vrstvenú štruktúru, ktorá bola pod vplyvom kyseliny octovej acetylovaná za vzniku stabilnej chitínovej matrice. Cez ňu sa pumpoval roztok hydrogénuhličitanu vápenatého za prítomnosti horčíka, ktorý bol vyzrážaný minerálnymi vrstvami medzi vrstvami chitínu. Nakoniec sa k materiálu pridali fibroínové proteínové polyméry a lisovali sa.
Po preštudovaní výsledného metamateriálu vedci potvrdili jeho blízkosť k prirodzenej perleti na rôznych úrovniach štruktúry. Uhličitan vápenatý vytvoril kryštály aragonitu o niečo väčšie ako prírodné, vďaka čomu bola perleť o niečo menej tvrdá. Vo všeobecnosti si však takýto materiál zachoval všetky užitočné vlastnosti perlete, vrátane atraktívneho vzhľadu a odolnosti voči rastu mikrotrhlín.
Perleť je kameň, ktorý sa ako ozdoba používa už od staroveku. Bol extrahovaný zo schránok mäkkýšov a niektorých morských živočíchov. Etymológia slova pochádza z nemeckého „Perlmutter“, čo sa doslovne prekladá ako „matka perál“. Existujú názvy s rovnakým prekladom v iných jazykoch: anglický „perleť“, taliansky „madreperla“, starofrancúzsky „mereperle“. V starovekej Rusi sa tomu hovorilo jednoducho „škrupina“. Arabské meno pre perleť „nakar“ a moderné francúzske „la nacre“ majú rovnaký význam.
Nie každý mäkkýš môže tvoriť perleť a odtieň a krása kameňa závisia od biotopu a potravy malého obyvateľa škrupiny. Najviac sa cení perleť z trópov, lemujúca lastúry obyvateľov južných morí. Nádherná sa nachádza v Indickom oceáne. Existuje modrofialová, bielomodrá, červená, ružová so zlatými škvrnami, sivozelená perleť. Každá je svojím spôsobom krásna. a všetky hrajú v lúčoch svetla s jedinečnou brilantnosťou a jemnou hrou odtieňov.
Perleť pozostáva prevažne z uhličitého vápna s prímesami organických látok živočíšneho pôvodu. Táto látka, vystielajúca vnútro príbytku mäkkýšov pomerne rovnomernou hustou vrstvou, je zároveň neodmysliteľnou súčasťou perál. Perleť zasiahne šumivými dúhovými farbami, plynulé prechody z jedného tónu do druhého. Tu a biela, a svetloružová, a svetlomodrá, a zelená, sivá a fialová. Toto sfarbenie nie je spôsobené pigmentom, ale lamelárnou vrstvenou štruktúrou s tenkými vrstvami vzduchu, ktoré odrážajú lúče svetla v rôznych uhloch a spôsobujú tak vynikajúci lom svetla a očarujúcu brilanciu.
Prírodná a umelá perleť
Napriek zjavnej krehkosti je štruktúra perlete dosť pevná, čo sťažuje jej oddelenie od škrupiny. Na oddelenie perlete od škrupiny boli použité špeciálne pilníky. Perleť sa zvyčajne izolovala z lastúr zozbieraných pri hľadaní perál, hoci často boli špeciálne vyhľadávané lastúry na extrakciu perlorodiek. Napríklad v starovekej Číne lovci perlorodiek z roka na rok špeciálne chodili na Filipíny, aby ju ťažili. Orientálna perleť je cenená dodnes. Je to on, kto sa teraz stal módnym. Majstri východu boli nielen vždy slávni ako baníci perlete, ale vedeli ju aj farbiť a dávať jej akúkoľvek, najzložitejšiu farbu alebo odtieň.
Ešte v 17. storočí vo Francúzsku sa naučili umelo vyrábať perleť. To zďaleka nie je ľahká záležitosť. Takzvaná perlová esencia sa získava z pochmúrnych šupín, kvôli čomu sa šupiny tejto ryby potierajú vodou, čím sa z nej uvoľňuje brilantný pigment. Pigmentom bola ťažká kvapalina, ktorá sa usadila na dne nádoby. Hotová perlová esencia sa zmiešala so želatínou rozpustenou vo vode, čím sa získali veľmi dobré umelé kamene. Z 8000 rýb sa podarilo izolovať iba 120 g perlovej esencie.
Použitie perlete v staroveku
Hlavné vlastnosti perlete:
- tvrdosť 2,5 - 4,5;
- hustota - 2,7 g / cm³.
Sila kameňa, farba, neopísateľná hra a čistota farieb, jemné odtiene, veľkolepý lesk priťahovali pohľady ľudí na úsvite civilizácie a fascinujú dodnes. Pripomína more a oblohu, jemný vietor a jemné lúče slnka, tajomne sa v ňom prelína sila a krása prírody. V severských krajinách bola perlorodka cenená aj pre jej vzácnosť a nedostupnosť, lákala k vzdialeným južným brehom. Bol preniknutý aurou tajomstva a kráľovského luxusu. Perleť, podobne ako perly, bola od pradávna obklopená rozprávkami, legendami, poverami a poverami, ktoré do nej ešte viac lákali bohaté krásky a vznešených majstrov. Nie nadarmo bol považovaný za jeden z najcennejších kameňov, ktorý v sebe skrýva niečo tajomné a životodarné.
Používanie kameňa v Číne, Indii a iných východných krajinách je dobre známe, ale o jeho použití v Ríme a Grécku sa zachovalo len veľmi málo spoľahlivých informácií. Aj keď je úplne jasné, že kameň, tak vysoko cenený v staroveku, poznali aj tieto civilizácie. Suetonius hovorí, že Nerove prútiky a steny jeho nádherného paláca boli ozdobené perleťou. V stredoveku sa rozšíril aj do Francúzska, kam bol privezený z východu. V Louvri sa zachovala figurína býka zdobená perleťovými kameňmi. Francúzsky kráľ Karol V. z nej vlastnil množstvo vyznamenaní a predmetov. Najzaujímavejšia je soška znázorňujúca kostol Božieho hrobu, vyrobená z olív a ebenu, vykladaná slonovinou, striebrom a perleťou. Toto umelecké dielo vzniklo v 16. storočí v Betleheme. Soška bola darovaná západnému panovníkovi. Existuje veľa pohárov vyrobených z perlete, zdobených striebrom a vyrobených s nádherným umením. Mnohé diela sú uložené v zbrojnici v Moskve.
Liečivé a magické vlastnosti
Alchymisti od nepamäti poznali liečivé vlastnosti kameňa. Verili, že starostlivo mletá kráľovská kamenná perleť dokáže vyliečiť akúkoľvek chorobu. Okrem toho sa z neho vyrábali masti a krémy, ktoré bielili tvár, odstraňovali pehy a iné nežiaduce pigmentácie a využívali ho na mnohé medicínske a kozmetické účely. Predpokladalo sa, že na zlepšenie sluchového vnímania stačí nosiť perleťové náušnice. Hojne sa využívala aj perlová esencia, ktorá sa na rozdiel od perlovej esencie získavala extrakciou z perlete alebo perál. Používal sa na zlepšenie činnosti srdca, pri mdlobách a na zvýšenie potencie. V súčasnosti má kameň podľa alternatívnej medicíny množstvo užitočných vlastností:
- má všeobecný posilňujúci účinok na ľudské telo;
- zlepšuje imunitu;
- zvyšuje výkon.
Napriek tajomnosti a očarujúcej príťažlivosti nenašla perleť v mágii široké uplatnenie. Verilo sa, že tekutina umiestnená v nádobe z lastúr bude mať magické a liečivé vlastnosti.
V snahe prilákať priazeň bohov boli na mušle aplikované všetky druhy magických kresieb a symbolov.
Kamenný talizman priťahuje zmeny v živote, chráni rodinnú harmóniu, chráni dom pred zlými duchmi a pomáha uhádnuť budúcnosť, čím zvyšuje intuíciu.
Perleťový amulet predlžuje život.
Budúcnosť perlete: Vojenská nanotechnológia
V Inštitúte vojenskej nanotechnológie na Massachusetts Institute of Technology študovali americkí vedci štruktúru a vlastnosti perlete pod elektrónovým mikroskopom. Štúdie ukázali, že prírodný materiál, ktorý pokrýva ulity mäkkýšov, má jedinečne pevnú štruktúru. Chemické štúdie odhalili mimoriadnu zložitosť štruktúry perlete. Hlavná anorganická časť perlete je veľmi krehký útvar. Ale spojený s malým množstvom živočíšnych organických látok získava nezvyčajne vysokú pevnosť. Moderní vedci pokračujú v štúdiu procesov, ktoré nie sú úplne pochopené v bunkách mäkkýšov v čase výroby perlorodiek. Stranou nezostali ani fyzici. Laboratórium v Berkeley, ktoré sa špecializuje na jadrový výskum, zistilo podobnosť štruktúry perlete a vody v čase zamrznutia.
Výskum fyzikov, chemikov a biológov naznačuje, že práve tento prírodný materiál sa stane prototypom brnenia budúcnosti. Nie je to však len domnienka. Massachusettský inštitút už dostal grant od americkej armády na vytvorenie novej vojenskej uniformy, ktorá dokáže ochrániť nielen pred guľkami, ale aj pred chemickými a biologickými zbraňami. Aplikácia nových technológií sa neobmedzuje len na vojenský priemysel. Boli už vyslovené predpoklady o možnosti uplatnenia objavov v medicíne na výrobu umelého kostného tkaniva, v elektronike, automobilovom priemysle a ďalších oblastiach. Nebude použitý prírodný kameň, ale umelo pestovaný na ľadových matriciach.
Na vnútornej vrstve lastúr vyrastá perleť. Skladá sa z kryštálov aragonitu. Aragonitové platne lámu svetelné lúče, takže perleť sa zdá byť dúhová a obsahuje všetky farby dúhy. Mušle s najkrajšími odrodami perlete sa zvyčajne nachádzajú v Perzskom zálive, Červenom mori a na tichomorských ostrovoch. Tmavá perleť sa získava z lastúry morského mäkkýša haliotis a biela perleť sa získava z perly indickej. Výrobky z perlete nosili už faraóni v starovekom Egypte pred naším letopočtom. Na východe sa používa na inkrustáciu váz, obrazoviek, lakovaných škatúľ, gombíkov, zrkadiel a iných predmetov pre domácnosť.
Doma sa dá získať zo šupín akejkoľvek ryby. Výroba perlete môže byť zábavným chemickým experimentom, ktorý si vaše deti zamilujú. V šupinách rýb je látka guanín, z ktorej sa vyrába perleťový pigment. Predtým sa takýto pigment často používal pri výrobe kozmetiky, napríklad na vytvorenie perleťového laku. Pred niekoľkými desaťročiami sa perleťový prášok predával v každej lekárni, pretože bol považovaný za zdraviu prospešný. Na získanie pigmentu je najlepší kapor. Kúpte si ryby v obchode, zoškrabte šupiny a vložte ich do sklenenej nádoby. Pridajte vodu a začnite miešať kvapalinu mixérom, kým na váhe nebude viditeľný strieborný pľuzgier. Mal by sa začať oddeľovať v malých kryštáloch a usadzovať sa v sedimente na dne nádoby. Zmes preceďte a perleťový prášok vysušte.
Zvážte zároveň, ako z výsledného prášku vyrobiť perleťový akvarel. Táto farba je vhodná pre detské kresby a efekt magickej atmosféry. Predstavte si, akú radosť bude mať vaše dieťa z kreslenia trblietavých víl alebo tajomného zasneženého lesa.
Na vytvorenie farby potrebujete arabskú gumu (teda akáciovú živicu) na vodnej báze. Táto látka sa dá nájsť v obchodoch s umeleckými potrebami. Pripravte si rovnaké miesto, kam budete nalievať hotovú farbu. Dobre sa na to hodia nádoby od použitej kozmetiky. Malá štvorcová nádoba na balzam na pery funguje dobre. Veľmi opatrne nalejte perleť do nádoby. Je také ľahké, že sa rozptýli po miestnosti pri najmenšom závanu vetra. Pridajte živicu v pomere asi štyri diely perlete na jeden diel živice. Po zmiešaní by konzistencia nemala byť tekutá a obsahovať hrudky. Navrch zatlačte lyžičkou a farba je hotová. Existuje ešte jedna možnosť, ako získať perleťovú farbu čisto chemickým spôsobom bez pomoci prášku. Nájdite tiosíran bárnatý. Jeho kryštály zmiešané s čírym lakom na nechty dodajú laku perleťovú farbu. Ak sa zavedú do lepidla na drevo a nanesú na tvrdý povrch, získa sa perleťový efekt.
Na imitáciu perleťových tanierov pri výrobe suvenírov a dizajne notebookov môžete použiť roztok kostného lepidla posypaný síranom horečnatým. Na vrstvu výsledných kryštálov soli sa nanesie zmes rybích šupín s lepidlom a na vrchu sa pokryje želatínovým roztokom. Umelá perleť sa krásne spája s mahagónom a slonovinou. Šperky z neho priaznivo odrážajú tmavú pokožku.
Rúž, lak na nechty či očné tiene vyzerajú úplne inak, keď k nim pridáte perleť. Často sa zamieňa s perlami, čo nie je prekvapujúce, pretože obe majú podobné zloženie a pôvod. A predsa je perleť nezávislý kameň. Má svoje vlastné charakteristiky, magické vlastnosti a účel.
Nie všetky drahokamy pochádzajú z kameňa. Existujú ozdobné kamene, ktoré boli kedysi súčasťou biologickej štruktúry. Perleť, ako koral, jantár alebo perla, je jedným z takýchto organických minerálov. Čo je však perleť ako minerál?
Perleť je dúhová dúhová vrstva vo vnútri perlového mäkkýša. Nemecký názov kameňa znamená „matka perál“. A to je pravda, pretože každá škrupina, do ktorej padlo zrnko piesku alebo iný cudzí úlomok, vytvorí perlu.
Ak sa dovnútra nič nedostalo, vrstva perlete neobaluje zrno, ale rastie na stenách mäkkýšov.
Chemicky je minerálom uhličitan vápenatý (CaCO3), ktorého základom je uhličité vápno alebo aragonit (85 %) s prímesou konchiolínu (12 %) a vody (3 %).
Pevnosť materiálu je nízka - 2,6–4,6 na Mohsovej stupnici. Dúhové prepady vznikajú jedinečným usporiadaním vrstiev aragonitu, ktoré rôznym spôsobom lámu slnečné svetlo.
Z pohľadu gemológa to nie je drahokam, no ozdobnými vlastnosťami sa s nimi perleť vyrovná.
Prírodné kamene sú krehké, preto ich spracovávajú iba ručne kvalifikovaní remeselníci.
História kameňa
Perleť je ľuďom známa už tisíce rokov. Nachádza sa v hrobkách faraónov starovekého Egypta, kamenný náhrdelník vyrobený päť tisícročí pred naším letopočtom bol vykopaný v Iraku.
Na východe boli týmto kameňom zdobené steny palácov, riad, domáce potreby a obľúbený bol biely materiál.
Starovekí liečitelia používali minerál ako antiseptikum na hojenie rán a stredovekí rozšírili pole pôsobnosti mletím kameňa na liečivé tinktúry a elixíry.
Priviedol k hriechu nejedného mnícha zo stredovekej Európy. Kúsky perlorodiek v „balíčku“ s Božím požehnaním predávali ako „pierka anjelských krídel“ bohatým farníkom. Keď rýchlo zbohatli, opustili mníšstvo v prospech svetského života.
Rusko sa zoznámilo s perleťou koncom 17. - začiatkom 18. storočia. Kostoly a interiéry boli zdobené minerálmi, šľachta sa pýšila nádhernými rakvami, tabatierkami zdobenými dúhovým materiálom.
Rímski cisári poznali vlastnosti kameňa obdarovať majiteľa múdrosťou a darom čítať myšlienky iných a Nero nariadil, aby steny jeho paláca boli obložené dúhovými platňami.
Kameň si cenili Mária Stuartová a Katarína Veľká, ktorých perleťovú zbierku stoviek predmetov dnes obdivujú návštevníci Ermitáže.
Ložiská a ťažba nerastu
Perleť ako kameň sa špecificky nehľadá, ale ťaží spolu s perlami. A nie zo zemskej nebeskej klenby, jej nánosy sú vodné hlbiny.
Orámované sú zlatou farbou, ale perleť je bezchybná so striebrom. Táto kombinácia je v móde už viac ako storočie a pravdepodobne nestratí na popularite.
Perleťové šperky organicky dopĺňajú biznis aj romantický outfit.
Spracovanie kameňa zahŕňa brúsenie, rezanie, leštenie, tvarovanie, gravírovanie, jeden produkt vytvára celý tím.
Perleť – takto možno preložiť slovo „perlorodka“ z nemčiny. Tento krásny prírodný materiál inšpiruje nielen klenotníkov k tvorbe nádherných šperkov, ale aj chemikov, ktorí chcú v laboratóriu všetkými prostriedkami znovu vytvoriť jedinečné vlastnosti látky. Pomaly sa blížia k svojmu cieľu a už dosiahli významné výsledky.
Ale stále sa človeku nepodarilo vytvoriť nič podobné, pokiaľ ide o rozšírenie fyzikálnych vlastností východiskových materiálov a konečného produktu (v tomto prípade je to perleť). To je dôvod, prečo najnovší úspech vedcov vyzerá tak pôsobivo v porovnaní s ostatnými.
V priebehu výskumu chemici zistili, že vysoká pevnosť perlete je určená jej štruktúrou. Boli to jej autori diela, ktorí sa pokúsili znovu vytvoriť.
Na tento účel vykonali riadené zmrazovanie vodnej suspenzie oxidu hlinitého (oxid hlinitý) s prídavkom celkom bežného polyméru, polymetylmetakrylátu (PMMA).
Vedci o svojich zisteniach informovali v časopise Science.
Drsnosť hybridnej keramiky tiež určuje jej silu, pretože ovplyvňuje proces šmyku „tehál“, a tým aj rozptyl energie. Vložka ukazuje pomerne veľké brikety z nového materiálu. Predtým boli vedci schopní získať vzorky takejto silnej látky iba vo forme tenkých vrstiev. Na tom istom mieste - fotografia získaná pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu, ktorá ukazuje správanie materiálu pri zaťažení. Poškodenie sa šíri vo forme malých prasklín (foto Lawrence Berkeley National Laboratory). Ich objav bol založený na práci spred dvoch rokov výskumníkov z Berkeley Eduarda Saiza a Anthonyho Tomsia.
Potom vedci zistili, že je možné vytvoriť veľmi odolnú umelú náhradu ľudskej kosti zmrazením morskej vody.
Tentoraz chemici najprv zmrazili aj vodu, ale aby vytvorili matricu, ktorá sa stala základom pre získanie rámu z aluminových platní (lamiel) (zaberala póry nevyplnené ľadom). Ľad sa potom odstránil odparením a na jeho miesto sa zaviedol polymér.
Pevnosť materiálu je určená jeho schopnosťou rozptýliť deformačnú energiu. V tomto prípade polymér medzi platňami oxidu hlinitého umožňuje, aby sa navzájom „súvali“ a tým rozdeľovali zaťaženie, rovnako ako to robia proteínové štruktúry v lastúrach mäkkýšov.
Chemici však nedokázali vytvoriť len lamelový rám. Dostali možnosť ovplyvniť hrúbku dosiek, ich makroskopickú orientáciu, chémiu a drsnosť rozhraní lamiel. Stláčaním kostry kolmo na vrstvy počas spekania získali aj „tehly“ z oxidu hlinitého a dosiahli medzi nimi tvorbu a zhutňovanie keramických mostíkov. Možnosť variácie všetkých týchto parametrov umožní v budúcnosti získať materiály s inými vlastnosťami a je veľká pravdepodobnosť, že sa medzi nimi nájdu také, ktoré budú ešte lepšie ako tie súčasné.
„Snažili sme sa napodobniť prirodzené mechanizmy vytvrdzovania tak, že sme častice oxidu hlinitého usporiadali do hierarchických štruktúr,“ hovorí Ritchie v tlačovej správe z laboratória. „V budúcnosti dúfame, že štúdium už získaných kompozitov zlepší syntézu ľahkých -biologické materiály s jedinečnou tvrdosťou a pevnosťou.
V budúcnosti majú chemici v úmysle získať materiály s ešte väčšou pevnosťou. Dúfajú, že dosiahnu vzrušujúce nové výsledky zmenou pomeru oxidu hlinitého/PMMA, aby sa zvýšil obsah keramiky, nahradením polyméru iným a dokonca nahradením celého polyméru kovom.
Vedci z Berkeley sa domnievajú, že kov nielenže umožní, aby sa dosky navzájom pohybovali (pri takýchto rozmeroch je to celkom realizovateľné), ale prevezme aj časť zaťaženia. Navyše, na rozdiel od polyméru, môže pracovať pri vysokých teplotách.
Výsledkom bude ľahký a odolný kompozitný materiál, ktorý vždy nájde využitie v energetickom aj dopravnom priemysle, veria vedci. Stačí uviesť jednoduchý príklad: mnohé autodiely vyrobené z takéhoto kompozitu budú vážiť oveľa menej ako oceľ, čo priaznivo ovplyvní spotrebu paliva.
Kým sa však nápad stane skutočnosťou (umožní výrobcom profitovať), bude potrebné nielen vylepšiť samotný materiál, ale aj zorganizovať jeho hromadnú výrobu.