A drágakőtől a rubinlézerig: a 2024. év ásványa, a korund
2024.02.12
A Szegedi Tudományegyetem gyűjteményében is megtalálható a korund (alumínium-oxid), amely a gyémánt után a legnagyobb keménységű ásvány. Az „Év fajai” programsorozathoz csatlakozva, a Magyarhoni Földtani Társulat 2016-tól évente kihirdeti az „Év ásványa” cím nyertesét, ami a három jelöltből álló szavazás eredményeként 2024-ben a korund lett.
Az SZTE Földrajzi és Földtudományi Intézetének egyik ékessége a közel 3000 darabos Koch Sándor Ásványgyűjtemény, ami jelenleg az Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék folyosóján elhelyezett, igényesen kialakított vitrinekben tekinthető meg. A gyűjteményben egyrészt az oxidok bemutatásakor, másrészt a drágakövek között találjuk meg a korundot néhány apró természetes kristály, továbbá szintetikus drágakövek és úgynevezett olvadékkörték formájában. A korundnak a drágakövek közé tartozó változatai is vannak.
– Az ásványok, mint az élettelen természet építőkövei, a kőzetek fő alkotói. Ennek köszönhető, hogy az ásványtani ismeretek több kurzuson is előkerülnek a természettudományos képzés során. Földrajz és földtudományi alapszakon a legfontosabb kőzetalkotó ásványok (pl. kvarc, földpátok, kalcit, dolomit) megismerésére fektetjük a legnagyobb hangsúlyt. Szabadon választható kurzus keretein belül természetesen arra szintén van lehetőség, hogy a drágakövekről megbízható ismereteket szerezzenek hallgatóink. A korund egyszerű szervetlen vegyületként különleges helyzetben van, hiszen egyrészt már a kémiai alapoknál előkerül, másrészt komoly anyagtudományi vonatkozásai, felhasználási lehetőségei is vannak. Nem szabad elfelejtenünk, hogy számos nyersanyag vagy mesterségesen előállított alapanyag széleskörű ipari felhasználása földtudományi, ásványtani-kristálytani gyökerekre vezethető vissza. Ez az egyik oka annak, hogy a kémia alapszak képzési tervében szintén helyet kapott az Ásványtan-kristálytan kurzus – mondta el Dr. Raucsikné Varga Andrea, az SZTE FFI oktatója.
A korund hagyományos felhasználási területe az ékszerkészítés. Nagy keménysége és pompás színváltozatai egyértelműen indokolják a drágakőként történő felhasználást. A közönséges korund azonban gyakran átlátszatlan, zárványokat tartalmaz, ezért nem felel meg a drágakő minőségnek. Kedvező fizikai tulajdonságai miatt gazdaságilag mégis kiemelt a jelentősége: elterjedt ipari csiszolóanyag („smirgel” vagy „smirgli”: szürke, barna korundszemcséket tartalmazó átalakult kőzet), valamint hőálló anyagok, tűzálló tégelyek, szigetelőanyagok, a karcolásnak ellenálló optikai eszközök (pl. műszerablakok, tükrök) készítésére használják fel. Ez utóbbi területek a természetes korund bányászatától átvezetnek a mesterséges kristályok előállításához.
A szervetlen kémia oldaláról közelítve az alumínium-oxid régi ismerős: a bauxitból történő alumíniumgyártás köztes terméke, amit timföldként emlegetnek. Nem véletlen ezért, hogy a korund mesterséges előállítása hosszú múltra tekint vissza. A porított nyersanyag és a hozzáadott színezőanyag kb. 2000 °C-on történő megolvasztásával a természetes kristályéval azonos belső szerkezetű műterméket állítottak elő, ami a drágakőipar növekvő igényeit is biztosította. A szintetikus zafírgyártás a 19. század végén indult meg, a 20. század elején már kereskedelmi mennyiségben történt a zafír és a rubin előállítása.
– Szeretném kiemelni a szintetikus rubinkristály egyik speciális felhasználási területét, ami ismét a természettudományos szakterületek szoros kapcsolatára irányítja a figyelmet. Ez nem más, mint a lézerek előállítása és innovatív alkalmazása. A szintetikus előállítás lehetővé tette, hogy nagyméretű, optikailag megfelelő minőségű, tökéletesen átlátszó rubinkristályokat készítsenek, amelyek kiválóan alkalmasak lézerközegnek. A szilárdtest-lézerek közé tartozó rubinlézerben a lézerközeg nem más, mint egy alumínium-oxid anyagú, króm-oxiddal (Cr2O3) szennyezett egykristályból csiszolt henger. A percenként néhány fényimpulzust kibocsátó rubinlézerek fénye a látható tartományba esik, ~694 nanométer (a méter milliárdod része) hullámhosszúságú, mélyvörös színű. Lézerszínházi (lézerfény-show) alkalmazásán túl optikai távolságmérésre (pl. földmérés, építőipar, honvédelem) vagy holografikus portrék készítésére egyaránt felhasználható. Orvosi lézerként elsősorban a bőrgyógyászat alkalmazza bőrhibák (pl. pigmentfoltok), tetoválások eltávolítására – zárta gondolatait Dr. Raucsikné Varga Andrea.
.jpg)
