Analysis of Gemstones and Diamonds in Jewelry with the FTIR Microscope LUMOS II

Význam tématu

Fourierova transformace infračervené mikroskopie (FTIR) je klíčovou metodou v kameňologii a gemologii, neboť umožňuje rychlou a spolehlivou identifikaci přírodních a syntetických drahých kamenů bez poškození vzorku. V kontextu šperků je přesné stanovení původu, typu a ošetření drahých kamenů základním předpokladem pro obchodní i vědecké rozhodování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předložené aplikace je demonstrovat schopnosti FTIR mikroskopu LUMOS II pro analýzu velmi malých a těsně osazených drahých kamenů přímo v špercích. Studie ukazuje postupy zaměřené na určení typu diamantů, detekci nečistot, rozlišení přírodních a syntetických kamenů a identifikaci barevných drahokamů v náročných podmínkách.

Použitá metodika a instrumentace

• Metodika FTIR mikroskopie v reflexním režimu s vysokým prostorovým rozlišením
• Přesné zaměření bodů pomocí optického systému a speciální svorky na šperky
• Automatizovaný pracovní postup řízený videowizards OPUS pro krok za krokem měření
• Instrumentace: FTIR mikroskop LUMOS II
• Software: OPUS pro akvizici a vyhodnocení spekter

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza prstenu s diamanty umožnila rozlišit jednotlivé kameny o velikosti okolo jednoho karátu na základě charakteristických absorpčních pásů dvoufononových procesů (1600–2700 cm⁻¹) a absorpcí nečistot (dusík, bor). Typ IaA potvrdil přírodní původ diamantů. V dalším příkladu byly identifikovány modrý a červený korund jako safír a rubín a zelený beryl jako smaragd podle reflexních spekter a typických pásů v infračervené oblasti.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost analýzy velmi malých a zapuštěných kamenů bez vyjímání ze šperku
• Vysoká selektivita a prostorové rozlišení umožňující měření těsně sousedících vzorků
• Rychlý a opakovatelný postup vhodný pro rutinní i náročné aplikace
• Nezničující analýza s jasným rozlišením mezi přírodním, syntetickým a ošetřeným kamenem

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj bude směřovat k integraci FTIR mikroskopie s pokročilými databázovými a uměle inteligentními nástroji pro automatickou klasifikaci a validaci výsledků. Rozšíření metodik o kombinaci s Ramanovou spektroskopií či luminescenčními technikami nabídne komplexnější charakterizaci drahých kamenů a nové aplikace v oblasti forenzní certifikace a kontroly kvality šperců.

Závěr

FTIR mikroskop LUMOS II prokázal vysokou citlivost a flexibilitu při analýze drahých kamenů přímo v špercích. Metoda umožňuje spolehlivě rozlišit a klasifikovat malé a zapuštěné vzorky, detekovat příměsi a určit původ kamenů, čímž významně přispívá k hodnocení kvality a pravosti šperků.