Круг проблем в изучении природного каменного материала для дизайна связан с тем обстоятельством, что Природа, создавая свои воистину совершенные творения, в действительности совершенными производит на свет лишь их единичные экземпляры.
Для прозрачных камней, таких, как алмазы, изумруды, рубины, сапфиры, александриты, турмалины и другие, критериями совершенства являются категории, которые принято именовать 4С: чистота (clarity), цвет (color), качество обработки (cut), вес (carat weight).
Дизайнер, решая вопрос применения камня, всегда сталкивается с необходимостью сохранить при обработке максимальный вес камня и при этом использовать лишь наиболее выигрышные по чистоте и цвету части природного материала.
Чтобы добиться максимальной художественной выразительности будущего изделия, нередко приходится жертвовать какой-то из перечисленных выше категорий. Чаще всего на алтарь кладутся чистота и цвет, выбираются фантазийные огранки для сохранения максимального веса. Современные технологии позволяют минимизировать эти жертвы, при этом нередко выразительность камня только выигрывает.
Природные ювелирные камни очень часто имеют множество дефектов типа микротрещин, инородных включений, пузырьков воздуха, сдвоенных кристаллов. В настоящее время существует множество методов, позволяющих исправить и залечить дефекты, имеющиеся у минерала, в первую очередь это современные лазерные технологии.
При оценке декоративно-художественных свойств камня важнейшее место среди них занимает цвет. Поскольку природа и здесь далеко не всегда щедра на совершенство, человек разработал огромное количество способов облагораживания цвета каменного материала. Современные методы облагораживания по способам процесса делятся на три группы: пропитка и химические реакции, термообработка, ионизирующее облучении.
Для изменения окраски, усиления цветового тона и прозрачности с древних времен применяли методы термической обработки. К ним относятся как достаточно примитивные, заключающиеся в окрашивании поверхности камня и последующем закреплении окраски термообработкой, так и чрезвычайно сложные, связанные с изменениями кристалла на атомарном уровне.
Некоторые минералы — агаты, халцедоны, лейкосапфиры, гранаты, корунды приобретают яркие светопрочные окраски, яркость и прозрачность после предварительного выдерживания в химически активных растворах (трихромат калия, элементы подгруппы железа или группы редких земель) или травления поверхности кристалла кислотами с последующей термической обработкой при температуре 100—200 °С.
Третья группа методов облагораживания базируется на облучении минералов у-лучами, электронами высоких энергий или нейтронами. Эти методы позволяют при необходимости кардинально изменить цвет многих камней, например бесцветный алмаз сделать голубым, зеленым, коричневым, черным, бесцветный берилл — ярко-синим, бесцветный данбурит — красновато-коричневым, сапфир — золотисто-желтым или серовато-зеленым, а топаз — красновато-фиолетовым.
Залечивание дефектов и облагораживание природных камней приводит к существенному возрастанию их цены. При этом решение проблем, связанных с улучшением художественной выразительности природных материалов, ложится не только в круг совершенствования технологий, но тесно соприкасается с решением экономических вопросов и художественно-дизайнерских подходов к материалу. В отличие от искусственных материалов природным не грозит обесценивание, поэтому затраты на технологии облагораживания всегда будут возмещаться возрастающей ценой камнесамоцветного сырья, а улучшение их эстетических и дизайнерских характеристик только увеличит и без того высокий интерес к ним.
В этом научном направлении, как и в предыдущем, студенты и аспиранты кафедры работают совместно с научными сотрудниками ИЗК СО РАН. Особенно интересных результатов удалось добиться на пути разработки методов облагораживания топазов и аквамаринов из месторождений Восточной Сибири.
