Edelopal

Schwarzopal, Milchopal, Feueropal, Kristallopal.

Synthetische Opale und Opal-Imitationen.

Wissenswerte Informationen über den Edelopal

Opalsynthesen und Opal-Imitationen Herstellung, Identifizierung und Vorteile
Monodisperse Silica-Partikel

Kugelige Silica-partikel gleicher Größe zur Herstellung von Opalsynthesen und Opalimitationen

Sediment aus Silica-Partikeln mit Farbspiel

Sedimentierte Silica-Partikel mit Farbspiel

Synthetischer Opal - Feueropal

Feueropal, eine Opalsynthese mit orange-roter Körperfarbe

Edelopal

Herstellung von Opalsynthesen und Opalimitationen

Die Herstellung von Opal-Synthesen oder Opal-Imitationen erfolgt prinzipiell in 4 Schritten.

1. Die Herstellung nahezu gleich großer (monodisperser) Partikel in Kugelform und einer Größe von ca. 250-350 Nanometern [1,4,7,12].

Sollen synthetische Opale mit Silica-Partikeln hergestellt werden, wird zur Präparation der Partikel überwiegend die Stöber-Fink-Bohn-Methode eingesetzt.

Um monodisperse Polymerpartikel zu erhalten, eignet sich die Emulsionspolymerisation.

Monodisperse kolloidale Silica-Partikel in einem geeigneten Größenbereich sind hier erhältlich: Monodisperse Silica-Partikel

2. Die Anordnung dieser Kügelchen zu einer dreidimensional periodischen Dichtestpackung [3,8]./p>

3. Trocknung und Verfestigung der Anordnung [2,5,6,9,10,11]

Um unter Normalbedingungen eine übermäßige Rissbildung zu vermeiden, sollte dieser Prozess äußerst langsam verlaufen. Ist das Ziel ein rissfreies Material, kann die Methode der "überkritischen Trocknung" eingesetzt werden.

4. Verfüllung der Porenräume zwischen den Partikeln [5,6]

Die Porenverfüllung kann durch das Einbringen weiterer, deutlich kleinerer Silica-Partikel in die Dichtestpackung oder mit Silica-Gel erfolgen (Opal-Synthesen). Weit verbreitet ist die Verwendung von Kunststoff (Opal-Imitationen).

Synthetischer Opal oder eine Opalimitation?

Zur Identifizierung

Da bisher der Großteil der synthetischen Opale und Imitationen durch Sedimentation der verwendeten Partikel hergestellt wird, ist das auffälligste Merkmal ein säulenförmiger und recht gleichmäßiger Aufbau parallel zur Wachstumsrichtung.

Die Ausdehnung der Säulen ist dagegen nicht von Bedeutung, sondern nur von der Wachstumsgeschwindigkeit abhängig. Dass sich die Säulen während der Sedimentation bilden, zeigt rechtsstehendes Bild einer ungetrockneten Probe monodisperser und sedimentierter Silica-Partikel.

Die Erklärung, dass gleich große Silica-Partikel lineare Ketten bilden und die unterschiedliche Farbe der Säulen durch Ketten von Partikeln unterschiedlicher Größe verursacht wird, ist nicht richtig. (Zu finden in: "The Origin Of Precious Opal - A New Model" von B. Deveson).

Einige russische Opalsynthesen, die anscheinend durch Zentrifugation der Partikel präpariert werden, zeigen dieses Merkmal zwar nicht, sind aber durch ein schlierenartiges Farbspiel zu identifizieren.

Eine Beschreibung der Eigenschaften russischer Opal-Synthesen aus Novosibirsk finden Sie in dem Dokument "Synthetic Noble Opal" von A. Tomilenko.

Des Weiteren sind in synthetischen Opalen und Imitationen im Gegensatz zu vielen natürlichen Opalen keine Einschlüsse, Risse oder anhaftende Gesteinsreste zu beobachten und das Farbspiel ist sehr regelmäßig.

Bei der Herstellung von Imitationen werden ausnahmslos Kunststoffe verwendet, so dass sich verglichen mit natürlichen Opalen zwangsläufig abweichende Werte für den Brechungsindex und die Dichte ergeben.

Imitationen mit kunststoffverfüllten Silica-Partikeln waren bisher durch den großen Unterschied im Brechungsindex Partikel/Matrix nicht als Kristallopale herstellbar. Dies hat sich nun geändert, so dass nun auch Kristallopale als Imitationen verfügbar sind. Aber auch hier ist der typische sedimentationsbedingte streifige Aufbau deutlich erkennbar.

Oft sind sehr ungewöhnliche Grundfarben vertreten, die ebenfalls ein Hinweis auf Imitationen sind.

Die noch gelegentlich anzutreffenden Imitationen, die als "Slocum-Stone" bezeichnet werden, sind problemlos mikroskopisch zu erkennen (Observations on the Slocum Stone, Gems and Gemology, Volume 15 (1977), pp. 252-256).

Opalsynthesen aus Russland

Russische Opalsynthesen mit schlierigem Farbspiel
(Bild: D. V. Kalinin)

Opalimitation - Kristallopal

Opalimitation - Mit Kunststoff imprägnierter Kristallopal

Sediment aus Silica-Partikeln mit Farbspiel

Synthetischer Opal - Sedimentierte Silica-Partikel mit Farbspiel

Synthetischer Opal - Gilson-Opal

Synthetischer Schwarzopal, Gilson-Opal

Synthetischer Opal - Gilson-Opal

Synthetischer Schwarzopal in Seitenansicht, Gilson-Opal

Synthetischer Opal - Gilson-Opal

Synthetische Schwarzopale in verschiedener Schliffform, Gilson-Opal

Opal - Synthesen und Opalimitationen.

Erkennung von synthetischen Opalen

Da synthetische Edelopale in ihren physikalischen Eigenschaften ihren natürlichen Vorbildern entsprechen müssen, ist eine Erkennung durch Bestimmung des Brechungsindexes und der Dichte aussichtslos.

Auch der Wassergehalt ist kein Kriterium mehr, da zwar die Gilson-Opale nahezu wasserfrei sind, andere Synthesen jedoch nachweislich Wasser enthalten. Aber auch hier gelten die oben genannten äußerlichen Merkmale des säuligen Aufbaus und des regelmäßigen Farbspiels.

Der sogenannte "Eidechsenhauteffekt", ein herstellungsbedingtes Merkmal der Gilson-Synthesen, ist in vielen anderen synthetischen Opalen nicht erkennbar.

Eine Gegenüberstellung charakteristischer Eigenschaften von synthetischen Opalen und Opal-Imitationen mit entsprechenden Literaturhinweisen ist in dem Artikel "A new look at synthetic opalL" von A. Smallwood zu finden.

Eine weitere Übersicht mit wichtigen Eigenschaften synthetischer Opale (u.a. mit Angaben zu den Brechungsindizes, der Dichte und dem Verhalten gegenüber UV-Licht) und mit Referenzen ist in der Datenbank von gemsdat.be enthalten: Synthetische Opale

Edelopal - Synthesen und Opalimitationen

Vorteile des Erwerbs von synthetischen Opalen (von Edelsteinen allgemein)

Diamanten, Rubine, Saphire, Smaragde und viele andere Edelsteine werden bereits als synthetische Edelsteine und Imitationen hergestellt und auch Edelopale werden in beiden Varianten angeboten.

So werden Opal-Imitationen verschiedener Grundfarbe aus sedimentierten Silica-Partikeln produziert, die anschließend mit gefärbtem Kunststoff imprägniert werden. Aus diesem Grund besteht bei diesem Material die Gefahr der Farbänderung durch Vergilbung (Alterung) des Kunststoffes und die Möglichkeit der thermischen Zersetzung oberhalb von 130°C.

Die Herstellung synthetischer Edelopale ist im Vergleich dazu mit einem deutlich höheren zeitlichen und apparativen Aufwand verbunden, da nicht nur die Partikel aus Silica bestehen, sondern auch der Porenraum zwischen den Partikeln mit Silica gefüllt sein muss. Dafür sind synthetische Edelopale aber auch von höherer Qualität und größerem Wert als Imitationen. Diese Opale sind härter, dauerhaft stabil und überstehen unbeschädigt Temperaturen bis 800°C. Das für einen Edelopal ausschlaggebende und wichtigste Kriterium, das Farbspiel, ist bei synthetischen Edelopalen von beeindruckender, vielfarbiger und intensiver Leuchtkraft.

Zusätzlich zu den ausgezeichneten Eigenschaften bei erschwinglichem Preis gibt es weitere Vorteile, die für den Erwerb synthetischer Edelopale (von synthetischen Edelsteinen allgemein) sprechen:

Synthetische Edelsteine sind nicht ohne weiteres von ihren natürlichen Vorbildern zu unterscheiden.

In mindestens vergleichbarer, häufig höherer Qualität hinsichtlich Farbe und Reinheit gegenüber natürlichen Edelsteinen sind Synthesen eine ausgezeichnete Wahl, wenn nicht die Herkunft, sondern z.B. die Farbe eines Edelsteins im Vordergrund steht.

Ein Verlust des synthetischen Steins ist bei weitem nicht so tragisch wie der eines hochwertigen natürlichen Edelsteins, da gleichwertiger Ersatz problemlos beschafft werden kann. Besondere Vorsicht im Umgang mit den Steinen ist nicht erforderlich und spezielle Versicherungen oder Safes zur Aufbewahrung sind ebenfalls nicht notwendig.

Bei einer bewussten Entscheidung für einen synthetischen Edelstein entfällt der Verdacht auf Manipulationen von Farbe und Transparenz durch verschiedene Behandlungsmethoden, die häufig (ohne Angabe) bei natürlichen Edelsteinen zur Wertsteigerung angewendet werden. Aufwändige edelsteinkundliche Gutachten müssen nicht in Auftrag gegeben werden.

Natürliche Vorkommen und die Umwelt werden geschont. Eine indirekte Unterstützung und Beteiligung an der Förderung von Edelsteinen unter oftmals menschenunwürdigen Bedingungen und im Raubbau ist ausgeschlossen.

Nicht zuletzt wird das Gewissen beruhigt, denn im Gegensatz zu sogenannten Konfliktsteinen (Blutdiamanten, Kriegsrubine…) sind synthetische Edelsteine ungeeignet, um damit kriminelle Machenschaften zu finanzieren.

Obwohl es schlussendlich eine persönliche Entscheidung ist, ein Schmuckstück mit synthetischen Edelsteinen zu erwerben, spricht die zunehmende Verarbeitung und Verbreitung derartiger Steine für eine wachsende Akzeptanz, Vorliebe und Faszination an der menschlich kontrollierten und perfektionierten Kristallisation von Edelsteinen.

Synthetischer Opal aus Russland

Synthetischer Opal (Milchopal) aus Dubna/Russland
(Bild: A. I. Puzynin)

Synthetischer Opal aus Russland

Synthetischer Opal (Schwarzopal) aus Russland

Synthetischer Opal aus Russland

Synthetischer Opal (Milchopal) aus Russland
(Bild: Aleksey Fominykh, Glasow/Udmurtien - Russland, livemaster.ru)

Literatur.

1. Bogush, G. H., et al. (1988): Preparation of monodisperse silica particles: Control of size and mass fraction, Journal of Non-Crystalline Solids, 104 (1), 95-106.

2. Chabanov, A. A., et al. (2004): Avoiding cracks in self-assembled photonic band-gap crystals, Applied Physics Letters, 84 (18), 3573-3575.

3. Dutta, J., and H. Hofmann (2004): Self-Organization of Colloidal Nanoparticles, Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, 9, 617-640.

4. Egen, M., and R. Zentel (2004): Surfactant-Free Emulsion Polymerization of Various Methacrylates: Towards Monodisperse Colloids for Polymer Opals, Macromolecular Chemistry and Physics, 205 (11), 1479-1488.

5. Filin, S. V., Puzynin, A. I. (2009): Prevention of Cracking in Ethiopian Opal, Australian Gemmologist, 23, 579-582.

6. Filin, S. V., Puzynin, A.I. Samoilov, V.N. (2002): "Some Aspects of Precious Opal Synthesis", Australian Gemmologist 21, 278-282.

7. Giesche, H. (1987), Modellporenkörper aus monodispersen sphärischen SiO2-Partikeln, Johannes Gutenberg Universität, Mainz.

8. Luck, W., et al. (1963): Kristallisation übermolekularer Bausteine, Naturwissenschaften, 50 (14), 485-494.

9. Mayoral, R., et al. (1997): 3D Long-range ordering in an SiO2 submicrometer-sphere sintered superstructure, Advanced Materials, 9, 3, 257–260.

10. Miguez, H. et al. (1998): Control of the Photonic Crystal Properties of fcc-Packed Submicrometer SiO2 Spheres by Sintering, Advanced Materials 10, 6, 480–483.

11. Samarov, E. N., et al. (2006): Structural modification of synthetic opals during thermal treatment, Physics of the Solid State, 48, 7, 1280-1283.

12. Stöber, W. and A. Fink (1968): "Controlled Growth Of Monodisperse Silica Spheres In The Micron Size Range", Journal of Colloid & Interface Science 26, 62-69.

Edelopal - Kristallopal, Milchopal, Feueropal, Schwarzopal.