Sommige kommen worden gekleurd met titaniumgas, waardoor ze prachtig helder en iriserend worden. We spreken dan van lichtcodes.

Het is belangrijk om te verduidelijken dat het mengen van edelstenen onderling niet werkt, ondanks de beweringen van sommige producenten en handelaren. Bijvoorbeeld, kwarts en amethist versmelten niet bij zeer hoge temperaturen om de paarse kleur van de amethist te behouden.

Deze zou geel-groen worden, want bij zulke fusietemperaturen zal de kristalstructuur veranderen en citrien worden. De kleur verdwijnt volledig als men blijft verhitten. Bovendien beweren sommige fabrikanten dat ze 5% edelstenen aan kwarts toevoegen, maar dit moet nog worden geverifieerd. Wat we vandaag weten, is dat dit soort kommen in werkelijkheid worden herkleurd met chromofore elementen, wat betekent dat ze een kleur krijgen door hun elektronische structuur. Daarnaast kunnen zogenaamde "zeldzame" aardmetalen worden geïntroduceerd, die een concentratie van metalen bevatten die zorgt voor kleuring die is aangepast aan de behoeften van de industrie.

Kristallen en metalen kommen worden vervaardigd door een elektrolyseproces. Ze combineren de vibrerende kwaliteiten van de twee rijken, wat een ongelooflijk scala aan gevoeligheden biedt! Elk metaal heeft zijn eigenschappen die resoneren met kwarts.

Een revolutie: nanotechnologie

Kristallen kommen gekleurd met nanopartikels? Misschien heeft u er al van gedroomd: kristallen kommen in kleur! In feite zijn er verschillende manieren om een kwartsvaartuig te kleuren. Maar wist u dat de technologie van vandaag het gebruik van nanopartikels hiervoor mogelijk maakt?

Wat zijn de voordelen?

Elke kleurmethode, of het nu door oppervlaktebehandeling of in de massa is, biedt een spectrum van verschillende kleuren. Het resultaat varieert per methode, met effecten zoals transparante irisatie of donkerdere, spiegel- of matte kleuren. Elk van deze methoden heeft zijn voor- en nadelen.

Het belangrijkste voordeel van gekleurde kristallen kommen met nanopartikels is de garantie van een kleur die niet verandert door gebruik of tijd. Bovendien krijgen we een spectrale respons die in 3D lijkt te zijn. En het scala aan tinten is oneindig!

Laten we proberen het beter te begrijpen...

Wat betekent nano?

In de nano-wereld zitten we op de schaal van een miljardste van een meter!

Zoals u misschien vermoedt, wordt de nanometer (nm) gebruikt om dimensies op atomair niveau uit te drukken. In termen van afmetingen bevinden nanopartikels zich tussen macromaterie en de atomaire of moleculaire schaal. Hun grootte is dus veel kleiner dan die van een menselijke cel.

De nanometer wordt ook gebruikt om de golflengten van elektromagnetische straling uit te drukken, met name van het zichtbare spectrum, dat zich tussen 400 en 800 nm bevindt.

Hoe worden kristallen kommen gekleurd?

De basis van deze kommen is helder en transparant. Vervolgens kleuren de nanopartikels hen in een bad, door middel van overgangsmetaalionen, hier zilver (Ag). Het doel is om het in een aggregaat te laten neerslaan, om een duidelijke kleuring te verkrijgen. Dit is een ion-uitwisselingsmethode die gebaseerd is op de vervanging van een ion van kwarts door een zilverion.

De kleuring door zilverion-uitwisseling maakt gebruik van veel kennis op het gebied van nanomaterialen. Het bestaat dus uit het introduceren van zilverionen in de kwartsstructuur, die vervolgens worden geaggregeerd om metalen nanopartikels te vormen die in hetzelfde kwarts zijn ingesloten.

Een hybride technologie

Deze technologie is complex en hybride omdat ze zowel gebruik maakt van klassieke fysica als van kwantumtheorieën. Ze maakt ook gebruik van de kristalveldtheorie, die de elektronische structuur van overgangsmetaalcomplexen beschrijft.

Hoe werkt het?

Om het fenomeen uit te leggen, laten we zeggen dat wanneer de metaalionen licht ontvangen, ze een deel van de energie geabsorbeerd door de lichtfotonen opnemen, wat leidt tot een excitatie van de elektronen in hun buitenste lagen. Deze elektronen bewegen dan van hun fundamentele energietoestand naar hogere energieniveaus. Afhankelijk van de verschillen tussen de energieniveaus, zal het ion een bepaalde frequentie van het ontvangen licht absorberen en vervolgens de complementaire kleur opnieuw uitzenden.

Dus zoveel mogelijke energieniveaus, zoveel mogelijke kleuren!

Onveranderlijke kleuren:

Als ze onveranderlijk zijn, komt dat door hun fabricage! Inderdaad, zodra het zilver in de matrix van de kristallen kom is ingebracht, ondergaat het een behandeling in een koningswaterbad (een mengsel van geconcentreerd zoutzuur en geconcentreerd salpeterzuur, om edele metalen op te lossen). Vervolgens verdeelt het metaal zich homogeen in het mengsel tijdens de volgende verhitting. Deze verhitting stelt de zilveratomen in staat om zich nog enigszins in het kwarts te verplaatsen. Wanneer ze elkaar ontmoeten, haken ze aan elkaar vast: dit is het stadium van kristalgroei dat geleidelijk leidt tot de vorming van aggregaten van enkele honderden tot enkele duizenden metaalatomen!

Hoe worden zulke precieze kleurmengsels verkregen?

In feite beïnvloedt de grootte van de metaalaggregaten de kleur. Laten we hun structuren en optische eigenschappen eens nader bekijken.

Hier hebben we niet meer een atomaire absorptie van licht (absorptie door metaalatomen of metaalionen), maar een zeer specifieke optische absorptie door gehele aggregaten. Dit is gebaseerd op twee concurrerende fenomenen:

• Het gaat om metaal, zelfs op uiterst kleine schaal: dus absorbeert het licht tussen banden (tussen de zogenaamde valentieband en de zogenaamde geleidingsband). Dit gebeurt meestal bij vrij lange golflengten, richting het ultraviolet (tussen 10 en 400 nanometer).

• Het gaat om zeer kleine aggregaten: dus is het aantal atomen aan het oppervlak belangrijk in vergelijking met het aantal atomen binnenin. Dit heeft tot gevolg dat de atomen aan het oppervlak met hun vrije elektronen een soort gas vormen, dat in staat is om in resonantie te treden met elke magnetische straling, in dit geval licht, en het produceert wat men een "plasmonresonantie" noemt.

Deze prachtige kleuren zijn voor ons mogelijk dankzij de samenwerking van chemici en natuurkundigen. Deze alliantie, die het begrip en de beheersing van de structuur van materialen op nanoschaal mogelijk heeft gemaakt, heeft bijvoorbeeld al de glasindustrie gerevolutioneerd.

Tegenwoordig dringt deze vooruitgang door tot kwarts smeltkroezen en transformeert deze fabrikanten tot een industrie waar geavanceerde technologie en ambachtelijke kunst samenkomen.

Een innovatieve en inspirerende technologie, ten dienste van de creativiteit en de mens...