雷射拉曼光譜儀:寶玉石鑑定的「高級武器」——訪NGTC研究部技術...

　　紅寶石、藍寶石、翡翠、祖母綠......它們光彩奪目、經久不變。在繁複紛擾的當代，珠寶玉石已然成為裝點生活的重要部分，甚至是美的詮釋，感情的寄託。而且，隨著生活水平的提高，珠寶玉石正在由奢侈品變為類似於服裝的生活必需消費品。當然，這個恆久而美麗產業的市場也越來越大，據悉目前珠寶行業全年零售市場銷售額在5000億左右。

　　然而，在商業利益的驅逐下，「作偽」有時候防不勝防，珠寶玉石的真假一直是商家和消費者最大的擔憂。當然，隨著市場的擴大，檢測和鑑定的需求也日益增長。最初，珠寶行業多依靠肉眼觀察，憑經驗說話，但是隨著科技的發展，造假技術也隨之「登峰造極」，此外新的寶玉石品種的研究需求，越來越多先進的科學儀器相繼入駐珠寶檢測實驗室。

　　那麼，珠寶玉石檢測常用的儀器有哪些?珠寶這一特殊的消費品對分析儀器及方法有什麼特殊的需求?而作為珠寶行業權威的檢測機構，國家珠寶玉石質量監督檢驗中心(簡稱NGTC)又承擔了哪些工作?日前，儀器信息網編輯特別採訪了NGTC研究部技術主管張健高級工程師。

NGTC研究部技術主管張健高級工程師

　　張健，高級工程師，NGTC北京珠寶研究所技術主管，國家珠寶質檢師(CGC)。合作出版了3本專著和2項國家標準，翻譯了1本英文專著，在國內外專業期刊雜誌及學術會上發表了20餘篇學術論文，正在主持1項國家標準及2項國家標準樣品的研製工作。

　　還在讀研究生的時候，張健就與翡翠結緣，長期從事翡翠、彩色鑽石及彩色寶石的研究、鑑定及相關標準制定工作，可謂是實驗室中的「多面手」，專門解決珠寶檢測和科研中遇到的難題。特別值得一提的是，在從業的十多年中，張健一直負責拉曼光譜儀等大型儀器的應用開發工作。

　　珠寶檢測：經驗與儀器相輔相成

　　在很多人的印象中，珠寶玉石的鑑定或許就是經驗豐富的珠寶專家拿著放大鏡觀察一下即可，然而事實上這項工作遠沒有大家想像的那麼簡單。張健介紹到，「這是一項非常嚴謹的工作，實驗室接到一個樣品，至少要兩到三名質檢人員採用多種技術方法進行檢測，而且每個人要進行同樣的步驟，並且肉眼觀察和儀器檢測相輔相成，直至大家的判斷一致才終止。」

　　據介紹，對於珠寶玉石鑑定來說，每件樣品都要經層層檢測，先由珠寶鑑定師進行寶石學常規檢測(肉眼放大觀察、折射率測試、螢光觀察等)，有時候還需要進行紅外光譜、拉曼光譜等其他大型儀器測試。「每一種珠寶檢測儀器都有它的長處，也有局限性，不可能一種檢測儀器解決所有的疑難珠寶樣品的鑑定問題。」張健介紹到，「在檢測過程中，要根據檢測樣品的特點選擇合適的儀器。」

　　很多時候我們只在意珠寶給人們帶來的視覺享受，殊不知，隨著科技的發展，珠寶處理手段(作偽)也越來越高超。「早期一些對寶玉石的處理手段比較簡單，肉眼是可以分辨的，而現在的處理技術肉眼很難分辨，所以鑑定的時候就需要引入各種各樣的儀器設備，除了簡單的放大鏡、顯微鏡、折射儀、紫外螢光燈等小型儀器之外，傅立葉變換紅外光譜儀、紫外-可見吸收光譜儀、微分幹涉顯微鏡、X射線螢光光譜儀、雷射誘導擊穿光譜儀(LIBS)、拉曼光譜儀等大型儀器在珠寶檢測中越來越多地被廣泛應用。」

　　「工欲善其事，必先利其器」，這在NGTC得到了很好的體現。他們一直在不斷追尋先進的檢測儀器和方法，其中RENISHAW inVia Raman型顯微雷射共聚焦拉曼光譜儀就是升級版拉曼光譜儀。拉曼光譜儀在天然、合成及優化處理鑽石的區分與鑑定方面具有不可替代的作用，同時在多組分玉石定名、未知寶石品種鑑定方面也發揮著極其重要的作用。

　　不僅如此，NGTC順應市場需要，自主研發了新型珠寶檢測儀器，比如NGTC深圳珠寶研究所開發的寬頻誘導發光測試儀GV5000，該儀器可有效地提高鑽石釐石的篩選效率。

　　「總的來說，珠寶玉石檢測是一個跨學科的領域，除了實驗室已有的檢測儀器之外，還要隨時關注地礦、材料等學科用到的相關儀器和技術。除此之外，我們也經常關注儀器信息網上發布的新儀器、新技術和新應用，並發掘這些儀器和技術在珠寶檢測行業的應用潛力。」張健研究員對編輯說：這裡要特別提到的是，NGTC有專門的研究部。一直致力於新的檢測方法的開發和推廣，可謂是保障消費者合法權益與維護市場秩序的堅強後盾。

NGTC研究部大型儀器室

　　拉曼光譜儀：珠寶檢測的「高級武器」

　　在NGTC，每一臺拉曼光譜儀擁有自己獨立的「辦公室」，享受著VIP待遇。

　　對國內珠寶質檢行業來說，目前配備拉曼光譜儀的檢測實驗室並不多，而NGTC在很早的時候就引進了該儀器。為什麼會有這樣的選擇?「當然是市場的需求」，張健談到，「無損，是珠寶玉石檢測行業的最大特點，而這一點，也正是拉曼光譜儀的優勢所在。不僅如此，相對其它儀器，拉曼光譜儀能解決其它一些儀器不能解決的問題。」

　　「比如，常用的紅外光譜儀雖然也能對珠寶進行定名，但介於其光斑的局限性，測試礦物成分的精度要低於拉曼光譜儀。此外，紅外對有機物靈敏，而拉曼對無機物的檢測更合適。」

　　「鑽石是我們的第一大檢測業務，目前，化學氣相沉積法(CVD)、高溫高壓法(HPHT)合成鑽石的鑑定都需要用拉曼儀器做光致發光來鑑定，如CVD合成鑽石的光致發光光譜中有737nm的特徵雙線。此外，拉曼光譜還可以用於多組分樣品的檢測與定名，如多組分的翡翠樣品，既有翡翠，也有長石，還可能有其他的組分，且分布範圍也比較小，需要進行拉曼『mapping』才能確定該樣品的組分，進而對其進行定名。」 除此之外，在不常見寶石品種及寶石內部包體成分研究和定名方面，拉曼光譜儀也發揮著重要的作用。

　　儀器選擇：適合的就是最好的

　　據了解，早在1999年的時候，NGTC就已經購買了雷尼紹的RM1000顯微共焦雷射拉曼光譜儀，那時候雷尼紹的產品才剛剛進入中國，隨著拉曼光譜技術的發展，NGTC又引進了新型的inVia型拉曼光譜儀，該儀器在珠寶玉石鑑定、定名以及裂隙、晶體缺陷、內包裹體等多方面的分析中扮演著重要的角色。

　　「目前，RENISHAW inVia Raman型顯微雷射共聚焦拉曼光譜儀可配備兩個顯微鏡平臺：一個是標準顯微鏡的，樣品平臺空間比較小，適合常規樣品測試;另一個是開放式顯微鏡，樣品平臺適合大塊樣品的測試，而且兩個顯微鏡之間的切換很方便。珠寶檢測時經常會遇到較大體積的寶玉石原料，這時開放式樣品臺就可以對這種樣品進行測試分析。此外，可選的雷射器種類也比較豐富，NGTC北京總部實驗室一次性配備了325 nm、473 nm、532 nm、785 nm和830nm 五種雷射器，在目前國內珠寶檢測行業中這應該是配置最高最全的。」

多組分翡翠樣品中硬玉的mapping測試分析

顏色成因類型不同的天然彩黃色鑽石的光致發光光譜圖

　　RENISHAW inVia Raman型顯微雷射共聚焦拉曼光譜儀珠寶檢測研究功能介紹：主要用於珠寶玉石礦物成分的鑑定、包裹體測試，可對樣品進行點測試、線掃描、面掃描及縱向逐層掃描，同時可利用光致發光(PL)功能對珠寶玉石進行顏色成因測試分析。

　　應用前景：問題與潛力同在

　　對於拉曼光譜儀在珠寶行業的市場前景，張健說，拉曼光譜在珠寶行業的應用前景挺好，我們中心北京、上海、深圳的實驗室就先後購置了4臺拉曼光譜儀。不過，目前國內珠寶行業配備拉曼儀器的實驗室並不多，這其中的原因也是多方面的。

　　從應用的角度來說，雖然拉曼光譜儀在珠寶檢測行業的作用毋庸置疑，但還有不少問題亟待解決，如目前拉曼光譜整個行業的資料庫都非常有限，即便是專門做資料庫的公司，拉曼光譜的資料庫也很少，具體到寶玉石數據相關的就更少了，目前只有少量的礦物資料庫可以參考。「從實際應用的角度考慮，我們希望適用於珠寶行業的拉曼譜圖庫能建得能更全一些。」張健談到，「此外，希望在消除/降低螢光幹擾方面能有更多有效的方法。」

　　對於目前拉曼光譜儀在珠寶檢測實驗室配備較少的現狀，張健分析到，「是否配備拉曼光譜儀要跟實驗室的主打業務類型和業務量來判斷，目前配備較多的集中在鑽石、玉石檢測業務比較多的珠寶檢測中心。但是即便是主打鑽石的檢測中心，也不一定會自己購買拉曼光譜儀，這就要綜合評價，看有沒有必要，或者哪個更划算。」

　　「另一方面，一般的檢測機構在配備珠寶檢測儀器時，通常都是從配備最基礎的珠寶檢測儀器開始，隨著檢測業務需求的增長及檢測機構的不斷發展壯大，未來珠寶檢測對拉曼光譜儀的需求潛力還是很大的。」

　　後記：

　　不管是作為飾品，用於珍藏，還是屬於投資，珠寶玉石已經成為當今生活中不可或缺的一部分。但是，一念之間，一眼執著，這塊「瘋狂的石頭」既可以為其持有者累積財富，也有可能讓他「賠了夫人又折兵」。

　　隨著珠寶消費熱情的攀升、珠寶品種的豐富、處理手段的「推陳出新」，相關的檢測需求也在不斷擴大，不僅是入駐商場的珠寶首飾與鑑定證書要一一對應，個人樣品檢測的需求也水漲船高。當然，這其中對科學儀器的需求也日益增長，不僅是相應檢測實驗室常用分析儀器配置的增加，隨著科技的發展，新的儀器、方法等也在不斷引入到這個行業。

採訪編輯：葉建