Az ásványok titkos sztárja

A földtudományok szakemberei és kedvelői a tavaly novemberi Földtudományos forgatag elnevezésű rendezvényen a korundot választották a 2024-es év ásványának. Az első hallásra talán túl „ipari” ásványi elnevezés mögött olyan izgalmas felhasználási lehetőségek rejlenek, mint a drágakőként való alkalmazás – zafír vagy rubin formájában – vagy éppen a lézertechnológia.

A korund voltaképpen egyszerű vegyület: alumínium-oxid, amely tiszta formájában áttetsző vagy kissé jellegtelen fehéres színű. Változatosságát és látványosságát a szennyeződései adják: vörös változata, a rubin a belekerülő vasnak és krómnak, egyéb színű változata, a zafír pedig a vas- és a titánszennyeződéseknek köszönhető.

Pompás megjelenése és keménysége, így időt­állósága révén a hagyományos felhasználási területe az ékszerkészítés. A közönséges korund pedig, bár szerényebb külsejű, előnyös fizikai tulajdonságai miatt gazdaságilag kiemelt jelentőségű. Elterjedt ipari csiszolóanyag: a mindennapokban smirgliként említett dörzsölőfelület szürke, barna korund­szemcséket tartalmazó átalakult kőzet. Hőálló anyagok, tűzálló tégelyek, szigetelőanyagok, a karcolásnak ellenálló optikai eszközök, műszerablakok, tükrök készítésére is felhasználják. Ez utóbbiaknál nemcsak a természetes, bányászott korundot alkalmazzák, hanem a mesterségesen előállított kristályokat is nagy mennyiségben.

A szintetikus rubinkristály egyik speciális felhasználási területe a lézerberendezések gyártása és innovatív alkalmazása – hívja fel a figyelmet a természettudományos szakterületek szoros kapcsolatára Raucsikné Varga Andrea, a Szegedi Tudományegyetem Földrajzi és Földtudományi Intézetének kutatója. A szintetikus előállítás lehetővé tette, hogy nagy méretű, optikailag megfelelő minőségű, tökéletesen átlátszó rubin­kristályokat készítsenek, amelyek kiválóan alkalmasak lézerközegnek. A szilárdtestlézerek közé tartozó rubinlézerben a lézerközeg nem más, mint egy alumínium-oxid anyagú, króm-oxiddal szennyezett, egyetlen kristályból csiszolt henger. A percenként néhány fényimpulzust kibocsátó rubinlézerek fénye a látható tartományba esik, 694 nanométer hullámhosszúságú, mélyvörös színű. Kiválóan alkalmazható optikai távolságmérésre a földmérésben, az építőiparban vagy a honvédelemben, illetve holografikus portrék készítésére. Legdinamikusabban az orvosi lézerkénti alkalmazása fejlődik, elsősorban a bőrgyógyászatban használják bőrhibák, pigmentfoltok és megunt tetoválások eltávolítására. Szegeden, a hazai lézertechnológia fellegvárában ezért kiemelt figyelmet fordítanak a további alkalmazási lehetőségeinek vizsgálatára.

Nemzetközi viszonylatban a képalkotó eljárások, agyi vizsgálatok mellett ígéretes elméleti és gyakorlati kutatások folynak egyebek mellett a fogászati alkalmazásának a kiszélesítésével kapcsolatban. Egy a WHO által támogatott kutatás azzal a reménnyel kecsegtet, hogy a lézeres fogkezelés a jövőben nagymértékben felválthatja a fúrást. Ezáltal főként a fog és az íny bakteriális fertőzéseként fellépő szövődmények – például súlyos szívbetegségek – kialakulásának a megelőzését segíthetik elő, egyrészt a még precízebb kezelések révén, másrészt pusztán azáltal, hogy a páciensek kevésbé félnek majd a fogorvosi kezelésektől, s így időben kiderülhetnek a komplikációt okozó kezdődő fogbetegségeik.

Ha valaki közelről szeretné tanulmányozni a korundot, a Szegedi Tudományegyetem földtudományi ékességében, az Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék közel háromezer darabos, Koch Sándor nevét viselő ásványgyűjteményében megteheti. Ebben a gyűjteményben egyrészt az oxidok bemutatásánál, másrészt a drágakövek között található meg a korund, néhány természetes kristály, továbbá szintetikus drágakövek és olvadékkörte formájában.

A szervetlen kémia tudománya számára az ipari alumínium-oxid régi ismerős: az alumíniumgyártás köztes termékeként, vagyis timföldként. Ezért a korund mesterséges előállítása hosszú múltra tekint vissza. A porított nyersanyag és a hozzáadott színezőanyag közel 2000 fokon való megolvasztásával a természetes kristályéval azonos belső szerkezetű terméket állítottak elő, ami a drágakőipar növekvő igényeit is kielégítette. A szintetikus zafírgyártás a 19. század végén indult meg, s a 20. század elején már kereskedelmi mennyiségben készítettek zafírt és a rubint.

A magyar ipartörténetben a neves vegyész, Veress Zoltán foglalkozott a korund újszerű alkalmazási lehetőségeivel az üveggyártásban. Az 1950-es évektől egész Európában híressé vált szabadalmával, a metallokeramikai formadarabok korundszemcsékből zsu­gorítással való előállításával. Porcelánszerű üvege a képzőművészeket is megihlette. Veress Zoltán e kutatásai nyomán maga is készített üvegszobrokat, plaketteket mintázott, s formaterveiért 1958-ban a brüsszeli világkiállítás kiemelt elismerő oklevelét kapta meg.

Nyitókép: Shutterstock