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Les pierres précieuses organiques glamour : L'histoire de l'application, la culture et les caractéristiques gemmologiques des perles
Introduction de base aux pierres précieuses organiques et aux perles
Introduction :
Les pierres précieuses et semi-précieuses sont généralement considérées comme des matériaux naturels qui sont beaux, durables, rares et acceptables, qui ont une valeur esthétique et qui peuvent être transformés en objets décoratifs. En gemmologie, les pierres précieuses peuvent être classées en monocristaux, en jade et en pierres organiques (voir figure 0-0-1).
Table des matières
Section ⅠCharactéristiques des pierres précieuses organiques
Comme leur nom l'indique, les pierres précieuses organiques sont formées à partir de processus organiques. La principale différence entre les pierres précieuses organiques et les pierres précieuses monocristallines inorganiques et le jade est que les pierres précieuses organiques sont liées aux activités des animaux et des plantes, adhérant aux lois biologiques et de biominéralisation.
Les principaux types de pierres précieuses organiques comprennent les perles, les coraux, l'ivoire et d'autres matériaux dentaires, ainsi que l'ambre, les coquillages, les jets, les écailles de tortue et les cornes. Bien que certaines pierres précieuses organiques puissent être cultivées grâce à une intervention artificielle dans leur processus de formation, comme les perles et les coquillages de culture, ces pierres précieuses organiques ne peuvent pas être synthétisées en laboratoire.
Les caractéristiques d'identification les plus importantes des pierres précieuses organiques sont généralement étroitement liées à leur origine, comme la structure de croissance en anneaux concentriques des perles, la structure de croissance radiale concentrique des coraux, la structure de croissance en couches des coquillages, la structure de croissance en anneaux concentriques de l'ivoire et les schémas d'écoulement de l'ambre.
La plupart des bijoux en pierres précieuses organiques doivent être entretenus avec soin. Les pierres précieuses organiques sont généralement moins dures et plus résistantes, leur dureté de Mohs se situant généralement entre 2,5 et 4. Évitez de les égratigner contre du métal et de les frotter contre d'autres pierres précieuses inorganiques et du jade. La plupart des pierres précieuses organiques sont composées de matériaux organiques et inorganiques. La partie inorganique se compose principalement de carbonates et de phosphates. Les carbonates sont facilement érodés par les acides, qui peuvent endommager les pierres précieuses organiques. En cas d'exposition à l'acide, il convient de rincer immédiatement à l'eau claire, d'essuyer avec un chiffon doux et de laisser sécher à l'air libre dans un endroit frais. Les matériaux organiques sont susceptibles d'être érodés par des solvants organiques tels que l'éthanol, l'éther et l'acétone. Il convient donc d'éviter tout contact avec le vernis à ongles, les détergents et les produits cosmétiques, ainsi qu'avec la sueur. Certaines pierres précieuses organiques peuvent changer de couleur et perdre de leur éclat en raison de la déshydratation, car elles contiennent une petite quantité d'eau. Elles doivent donc être protégées d'une exposition prolongée au soleil et d'une cuisson continue à haute température.
Les pierres précieuses organiques ont un large éventail d'utilisations. En plus d'être utilisées pour la bijouterie et la décoration, certaines pierres précieuses organiques ont également une valeur médicinale, comme les perles. Dans l'Antiquité, la corne de rhinocéros et l'ambre étaient utilisés comme matériaux médicinaux précieux.
Il est important de noter que le commerce de certaines pierres précieuses biologiques est soumis à des restrictions strictes dans le cadre de la Convention sur le commerce international des espèces de faune et de flore sauvages menacées d'extinction (CITES) et est limité ou interdit au niveau international, comme l'ivoire, le corail, la corne de rhinocéros et l'écaille de tortue ; le transport et le commerce de ces types de pierres précieuses biologiques dans certains pays et régions peuvent donner lieu à des sanctions juridiques.
Section II Classification des pierres précieuses organiques
Les pierres précieuses organiques peuvent être classées en fonction de leur origine et de leur composition.
1. Classification par origine
Les pierres précieuses organiques peuvent être divisées en deux catégories : les pierres produites par des organismes vivants et les fossiles biologiques (voir figure 0-2-1).
Certaines pierres précieuses organiques proviennent d'organismes vivants, comme les perles et les coquillages produits par des bivalves, des gastéropodes et d'autres mollusques d'eau douce ou d'eau de mer ; l'écaille de tortue provient des tortues de mer ; l'ivoire, l'os d'éléphant et les becs d'oiseaux", ainsi que la corne de rhinocéros, proviennent d'animaux terrestres. La classification du corail est quelque peu controversée ; certains pensent que le corail est un fossile de polypes coralliens, mais comme les branches de corail vivant peuvent continuer à croître dans l'océan, et pour les distinguer des fossiles de corail silicifiés, cet ouvrage classe le corail dans la section "vivant". Les pierres précieuses organiques courantes produites par des organismes vivants sont illustrées à la figure 0-2-2
Les fossiles désignent les restes, les artefacts ou les traces d'organismes anciens conservés dans des strates anciennes. Les pierres précieuses organiques fossilisées comprennent l'ambre, le jais, l'opale, l'ivoire de mammouth et d'autres fossiles dentaires, le bois silicifié et les fossiles de corail. Voir figure 0-2-3.
2. Classification des composants
Certaines pierres précieuses organiques sont composées à la fois de matériaux inorganiques et organiques. Les matières inorganiques se composent principalement de carbonates, de phosphates, de silice et d'eau, tandis que les matières organiques comprennent principalement la kératine et d'autres matières. Cette catégorie de pierres précieuses organiques comprend principalement les perles, les coraux calcaires, les dents, les os et les fossiles silicifiés ou calcifiés, comme le montre la figure 0-2-4.
Les fossiles silicifiés, tels que les fossiles coralliens, peuvent n'avoir conservé que très peu de matière organique en raison de l'érosion par des fluides hydrothermaux riches en silice au cours de leur formation, et la matière organique peut même être détruite.
La composition de certaines pierres précieuses organiques est principalement constituée de matières organiques, notamment de kératine, d'acides esters et d'alcools, comme l'ambre, le jais, les coraux, l'écaille de tortue, la corne de rhinocéros, comme le montre la figure 0-2-5.
Section III Introduction de Pearl
Le mot anglais "pearl" vient du français "Perle", dérivé du latin "Perna", qui signifie "huître perlière", un type de bivalve ayant la forme d'une cuisse d'agneau. En persan, la signification originale est "la fierté de la mer".
Les perles sont connues comme la "reine des pierres précieuses" dans le monde international de la bijouterie, étant le type le plus ancien et le plus important de pierre précieuse organique et la seule pierre précieuse qui peut être portée directement sans être coupée, polie ou broyée.
Dans ce chapitre, les perles désignent les sécrétions lustrales formées dans les huîtres d'eau salée et les moules d'eau douce, qui appartiennent à la classe des mollusques bivalves. La caractéristique la plus évidente des bivalves est qu'ils possèdent deux coquilles reliées par un ligament. Leurs branchies ont généralement la forme d'une feuille, d'où leur nom de "lamellibranches". Les coquilles des mollusques bivalves et la grande majorité des perles sont sécrétées par le manteau du corps du mollusque.
Section IV : Histoire et culture de l'application pour la perle
L'histoire des perles dans le monde peut généralement être divisée en deux étapes : la première est la récolte des perles naturelles pendant des milliers d'années avant le 19e siècle, et la seconde est l'histoire moderne de la culture des perles qui a commencé avec Mikimoto Kōkichi.
1. Perles de mer du sud
(1) elle était produite en abondance sur l'île de Hainan, à Hepu dans le Guangxi et dans les eaux du golfe de Beibu. Ces eaux ont des vagues relativement faibles et le mélange d'eau salée et d'eau douce crée une salinité modérée, ce qui se traduit par une qualité d'eau élevée et une température particulièrement propice à l'élevage de la nacre.
(2) Méthodes de récolte des perles
Le plus souvent, les plongeurs de perles ramassaient des grenouilles. Une corde était attachée autour du corps du plongeur, qui plongeait dans la mer pour attraper les grenouilles. Cette activité de récolte de perles était extrêmement dangereuse et donnait souvent lieu à "l'échange de personnes contre des perles".
2. Perle naturelle d'eau douce de l'Est
Perle naturelle d'eau douce de l'Est, principalement produite dans les rivières et les lacs d'eau douce de Jilin et de Heilongjiang, dans le nord-est de la Chine, la meilleure qualité provenant de régions telles que la rivière Songhua, la rivière Nen, la rivière Yuantong et le lac Jingpo. En outre, Mudanjiang est connu pour l'abondance et la qualité de ses perles, ce qui lui a valu le beau titre de "rivière des perles".
3. Perle de l'Ouest
En ce qui concerne les perles de l'Ouest, certains pensent que "celles d'Europe et de l'Ouest" sont des perles de l'Ouest, tandis que d'autres pensent que toutes les perles étrangères sont appelées "perles de l'Ouest". Il existe de nombreuses origines pour les "perles de l'Ouest", qui sont également divisées en perles naturelles d'eau douce et perles d'eau de mer.
L'application des perles West est reflétée dans de nombreux portraits, et de nombreux objets décoratifs dans les collections des musées comportent également des perles West, ainsi que des bijoux anciens qui circulent sur le marché et qui contiennent des perles West.
Figure 1-1-9 Peinture à l'huile d'une femme portant des bijoux en perles (peinte en 1853)
Figure 1-1-12 Bijoux en perles naturelles dans le musée
Figure 1-1-16 Bijoux anciens en perles à l'exposition de bijoux
(1) Golfe de Mannar
Le golfe de Mannar, situé entre le Sri Lanka et l'Inde, a une longue histoire de production perlière et était autrefois réputé pour produire les plus belles perles naturelles d'eau de mer. Les perles sont blanches ou d'un blanc laiteux, avec des reflets verts, bleus ou violets, et ont un fort lustre. □
(2) Golfe Persique
La pêche aux perles dans le golfe Persique est attestée depuis 200 ans avant Jésus-Christ. La "Perle d'Asie", trouvée dans le golfe Persique en 1628, est la deuxième plus grande perle naturelle d'eau de mer découverte dans le monde. Les Romains de l'Antiquité ont d'abord obtenu des perles du golfe Persique. L'empereur romain Néron avait une couronne ornée de perles. Un autre empereur romain, Caligula, avait une perle incrustée près de ses lèvres et avait offert un jour un collier de perles à son cheval.
Les perles naturelles d'eau de mer du golfe Persique, connues sous le nom de perles de Perse, sont d'excellente qualité, souvent de couleur crème avec une teinte verdâtre.
Les méthodes de plongée dans les perles de l'ancienne Perse ont été transmises pendant des siècles. Les jeunes esclaves masculins sautaient du navire dans la mer, retenant leur souffle pendant plusieurs minutes, ou utilisaient un petit dispositif semblable à un pince-nez pour plonger à des profondeurs de 20 à 30 m afin d'attraper des huîtres, puis revenaient au navire, répétant le processus en permanence. Les risques liés à la plongée dans les huîtres sont extrêmement élevés.
(3) Europe
Les perles produites dans les rivières européennes, comme celles d'Amérique du Sud, ont la faveur de plusieurs familles royales européennes.
La reine Élisabeth Ire d'Angleterre affectionnait particulièrement les perles, portant des colliers qui lui descendaient jusqu'aux genoux. On dit que la reine Élisabeth avait plus de 3 000 tenues ornées de perles, mais il est intéressant de noter qu'une grande partie des perles de ces vêtements étaient des perles d'imitation.
(4) Océan Pacifique Sud
Les nacres du Pacifique Sud sont de grande taille et produisent des perles de grande qualité. Les perles naturelles du Pacifique Sud ont été exportées vers l'Europe vers 1845. En 1881, un grand coquillage à lèvres argentées a été découvert dans le nord-ouest de l'Australie, qui peut produire de grandes perles naturelles de haute qualité des mers du Sud.
Les coquilles mères des perles naturelles des mers du Sud comprennent les coquilles à lèvres argentées, les coquilles à lèvres dorées et les coquilles à lèvres noires, qui peuvent produire des perles naturelles de couleur blanche, dorée et noire. La nacre naturelle et les perles naturelles des mers du Sud sont représentées dans les figures 1-1-18 à 1-1-21.
Figure 1-1-18 Face externe d'une coquille naturelle à lèvres d'or
Figure 1-1-19 Face interne d'une coquille naturelle à lèvres d'or
Figure 1-1-20 Perle naturelle dorée des mers du Sud
Figure 1-1-21 Perle naturelle des mers du Sud de couleur blanc argenté
(5) Amériques
En 1498, lorsque Christophe Colomb est arrivé aux Amériques pour la troisième fois, il a découvert avec succès des perles. Les perles figuraient en tête des cadeaux offerts au roi et à la reine d'Espagne. Les années suivantes, lorsque d'autres conquérants espagnols sont arrivés dans l'hémisphère occidental, ils ont découvert de nombreux coquillages perliers près de la côte nord du Venezuela, qui est devenue plus tard largement connue sous le nom de "côte des perles". Au cours des 150 années suivantes, la quasi-totalité des perles naturelles produites dans ce pays ont été acheminées vers l'Europe.
Vers 1900, l'industrie de la perle naturelle d'eau douce a également commencé à se développer aux États-Unis, principalement dans le Mississippi, en utilisant la nacre récoltée pour fabriquer des boutons.
4. Culture de perles
Les perles ont toujours été considérées comme des trésors rares, aimés et appréciés par les gens. Elles représentent la pureté, la perfection, la noblesse et l'autorité et sont, au même titre que le jade, comparables aux pierres précieuses les plus précieuses. Elles symbolisent la noblesse de caractère et le port de bijoux en perles rehausse le charme d'une personne. Les perles sont également les premières matières naturelles utilisées comme pierres précieuses, formant ainsi un lien inséparable avec la culture chinoise, créant une culture perlière unique. L'histoire de la culture de la perle est très ancienne, les traces de perles remontant à plus de 4 000 ans. Au cours des longues années qui ont accompagné l'humanité, les perles n'ont pas seulement servi de richesse matérielle pour le plaisir, elles se sont également intégrées dans le fleuve culturel de l'histoire humaine, laissant derrière elles un héritage culturel coloré.
5. Fonctions médicinales
Les perles ont un éclat et une couleur particuliers et ont toujours été très appréciées. Les perles constituent également un précieux remède traditionnel chinois depuis l'Antiquité.
Dans la pratique clinique moderne, la poudre de perle est utilisée en interne pour traiter les démangeaisons cutanées fébriles et les affections ulcéreuses, telles que l'eczéma chronique et la dermatite ulcéreuse cutanée chronique ; les patients ayant subi une intervention chirurgicale ou souffrant de lésions des muqueuses qui prennent une quantité appropriée de préparations à base de perles peuvent bénéficier d'un rétablissement ; les perles ont pour effet de calmer le foie et de maîtriser le yang, ainsi que d'éclaircir la vue. L'extrait d'eau de perle est utilisé cliniquement pour traiter la fatigue visuelle, la conjonctivite chronique et la cataracte liée à l'âge ; l'utilisation interne et externe de la poudre de perle peut également traiter les ulcères buccaux.
En outre, les perles ont également des effets bénéfiques sur la beauté. Les recherches actuelles montrent également que le calcium perlé hydrosoluble (WCP) peut inhiber efficacement l'atrophie tissulaire causée par le vieillissement. Les recherches actuelles montrent également que le calcium perlé hydrosoluble (WCP) peut inhiber efficacement l'atrophie tissulaire causée par le vieillissement.
Section V Caractéristiques gemmologiques de la perle
1. Caractéristiques gemmologiques de base
Les perles sont le seul type de pierres précieuses qui peuvent être utilisées directement sans être taillées ou polies, et leurs propriétés de base sont indiquées dans le tableau 1-2-1.
Tableau 1-2-1 Propriétés de base des perles
| Principaux minéraux constitutifs | Aragonite, calcite, nacre, etc. | |
|---|---|---|
| Composition chimique | (1) Composants inorganiques : principalement CaCO3la fraction massique représente plus de 91% ; (2) Ingrédients organiques : protéines dures (conchaolin), fraction massique de 3,5%-7% ; (3) Oligo-éléments : P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe et plus de dix sortes ; (4) Noyau : Les perles non nucléées ont un noyau de manteau externe de coquille, tandis que les perles nucléées ont souvent un noyau de coquille. | |
| État cristallin | Agrégat hétérogène cryptocristallin | |
| Structure | La couche perlière présente une structure concentrique ou radiale concentrique. | |
| Caractéristiques optiques | Éclat | Éclat de la perle |
| Couleur (couleur de la carrosserie) | (1) Perles d'eau douce : blanc, orange, violet, rose ; (2) Perles d'eau de mer : blanc, jaune d'or, gris, noir. | |
| Forme | (1) Perles d'eau douce : rondes, en forme de goutte d'eau, ovales, irrégulières, reliées entre elles, cabochons et diverses autres formes ; (2) Perles d'eau de mer : généralement rondes, elles peuvent avoir des formes en goutte d'eau, ovales, irrégulières et autres. | |
| Effets optiques spéciaux | (1) Couleurs d'accompagnement : rouge, vert, violet, bleu, etc. ; les perles blanches et noires sont faciles à observer ; (2) Iridescence : couleurs arc-en-ciel flottantes, la surface des perles est facilement observable et présente un lustre important. | |
| Indice de réfraction | L'indice de réfraction des perles naturelles est généralement de [1,530-1,685], tandis que celui des perles de culture est de [1,53-1,56]. | |
| Caractéristiques mécaniques | Dureté Mohs | 2.5-4.5 |
| Solidité | élevé, environ 3000 fois celui de la calcite (CaCO3) | |
| Densité relative | 2.60 | |
| Propriétés particulières | Forme des bulles au contact de l'acide ; devient marron en cas de surchauffe ; a un aspect sableux lorsqu'on le frotte sur la surface. | |
1.1 Composition chimique
La composition chimique des perles comprend des composants inorganiques, des composants organiques, de l'eau et d'autres substances. La fraction massique des composants inorganiques représente 91% ou plus, principalement du carbonate de calcium ; elle contient également plus d'une douzaine d'oligo-éléments. Les composants organiques sont des hydrocarbures, principalement de la kératine (également appelée alpha-kératine ou scléroprotéine). La fraction massique des composants organiques représente 1,1%-7%.
En utilisant la méthode volumétrique du bichromate de potassium - méthode de la chaleur de dilution, la teneur en matière organique des perles de culture d'eau douce de différents lustres et couleurs a été testée, et la teneur en matière organique des perles de culture d'eau douce a été mesurée comme étant de 1,191%-2,232%, comme indiqué dans le tableau 1-2-2. La méthode spécifique utilise une solution de bichromate de potassium 1mol/L combinée à une solution d'acide sulfurique concentré pour oxyder la matière organique dans la poudre de perle, et le bichromate de potassium restant est titré avec du sulfate ferreux. Le carbone organique et la teneur en matière organique corrigée sont calculés sur la base de la quantité de bichromate de potassium consommée.
Tableau 1-2-2 Mesure de la teneur en matière organique des perles de culture d'eau douce par la méthode de la chaleur de dilution （Unit : %）
| Perles de culture d'eau douce | Blanc mat | Blanc brillant | Violet clair | Rose | Orange | Pourpre |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Teneur en matière organique | 11.91 | 15.34 | 17.94 | 18.41 | 20.57 | 22.32 |
On pense actuellement que les substances organiques des perles sont composées de 18 acides aminés, dont la glycine, la proline, l'alanine, la valine, la sérine, l'acide aspartique, le tryptophane et d'autres acides aminés dérivés de l'hydrolyse des protéines, ainsi que la taurine, l'ornithine et d'autres acides aminés dérivés de l'hydrolyse non protéique. La teneur en acides aminés varie selon le type, l'éclat et la couleur des perles de culture d'eau douce. En règle générale, les perles de couleur plus foncée et au lustre plus prononcé ont une teneur en matière organique plus élevée que les perles au lustre plus faible ; les perles de culture d'eau douce ont généralement une teneur plus faible que les perles de culture d'eau de mer. La teneur en matière organique des perles de culture d'eau douce de différents lustres et couleurs a été testée à l'aide de méthodes protéiques d'hydrolyse acide, dont les résultats sont présentés dans les tableaux 1-2-3 et 1-2-4. La méthode spécifique est la suivante : peser 1mg de chaque type d'échantillon qui a été broyé et bien mélangé, ajouter 0,5 mL d'acide chlorhydrique 6mol/L, sceller le tube dans des conditions anaérobies, et à 110℃±1 hydrolyser pendant 24 heures. L'avantage de l'hydrolyse acide est qu'elle n'est pas sujette à la racémisation des produits d'hydrolyse, mais le tryptophane est détruit par l'acide bouillant. Un analyseur d'acides aminés entièrement automatique de type 835 a été utilisé pour les expériences sur les acides aminés. En raison de la destruction du tryptophane et de la cystéine au cours de l'hydrolyse, ils ne peuvent pas être détectés.
Tableau 1-2-3 Comparaison de la teneur en acides aminés des perles de culture （Unit : %）
| Culture des perles | Teneur en acides aminés |
|---|---|
| Perles de culture d'eau douce | 13.46 ~ 31.39 |
| Perles de culture d'eau de mer | 21.83 ~ 31.70 |
Tableau 1-2-4 Teneur en acides aminés des perles cultivées en eau douce par la méthode de l'hydrolyse acide des protéines （Unit : %）
| Perles de culture d'eau douce | Blanc mat | Blanc brillant | Violet clair | Rose | Orange | Pourpre |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acides aminés totaux | 13.46 | 18.96 | 14.86 | 23.44 | 21.04 | 16.56 |
Les perles contiennent plus de dix oligo-éléments, tels que P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe et S. Les caractéristiques des oligo-éléments des perles de culture sont étroitement liées à leur environnement de croissance. L'environnement influence la croissance des perles et les oligo-éléments contenus dans l'eau de mer et l'eau douce sont différents. D'une manière générale, les oligo-éléments tels que Sr, S, Na, Mg et Fe sont relativement enrichis dans les perles de culture d'eau de mer, tandis que Mn est relativement appauvri ; à l'inverse, Mn est relativement enrichi dans les perles d'eau douce, tandis que Sr, S, Na, Mg et Fe sont relativement appauvris.
1.2 Éclat
Les perles produites par les mollusques bivalves, communément appelées perles, se caractérisent par leur éclat nacré, comme le montrent les figures 1-2-1 et 1-2-2. L'éclat des perles est dû à la structure organique-inorganique en couches de la perle, qui résulte de la réflexion, de l'interférence et de la diffraction de la lumière par les cristaux de carbonate de calcium densément disposés dans la couche perlière. L'intensité du lustre de la perle dépend de la douceur de sa surface, de la disposition des cristaux de tungstène de calcium internes, de l'épaisseur de la couche perlière et de l'épaisseur de chaque couche fine.
Figure 1-2-1 Éclat de la perle
Figure 1-2-2 Éclat de la perle
Le lustre des perles est dû aux phénomènes de réflexion, de réfraction et de réflexion diffuse qui se produisent à la surface de la couche perlière lorsqu'elle est éclairée. En outre, des effets d'interférence et de diffraction se produisent généralement entre les couches de la perle. Ces phénomènes optiques physiques se reflètent collectivement sur la surface de la perle, formant le lustre unique des perles.
Le principe de la production du lustre des perles peut être expliqué par la figure 1-2-3. La couche de protéines dures des perles de culture d'eau douce reflète la lumière incidente comme un miroir. La réflexion et la réfraction des différentes micro-couches de la perle, ainsi que les fentes de diffraction formées par les espaces où la matière organique entre les micro-couches d'aragonite n'est pas remplie, créent ensemble le lustre de la perle.
1.3 Couleur
La couleur d'une perle est le résultat combiné de la couleur du corps, de l'harmonique et de l'orientation.
La couleur du corps est la couleur produite par l'absorption sélective de la lumière blanche par la perle elle-même et peut également être considérée comme la teinte fixe que possède la perle. La tonalité et l'orientation d'une perle sont principalement dues à sa structure, où la lumière réfléchie par la surface et la lumière réfléchie interne interfèrent l'une avec l'autre, ainsi qu'avec la diffraction de la lumière causée par les espaces entre les couches de nacre, créant une orientation semblable à celle d'un arc-en-ciel. Lorsque l'orientation formée est distinctement une couleur flottant au-dessus de la couleur du corps de la perle de culture, on parle d'harmonique.
La couleur du corps d'une perle dépend principalement de la génétique de la nacre, ce qui signifie que la couleur de la nacre influence principalement la couleur de la perle. Les différentes espèces de nacre varient en termes de variété, d'environnement de croissance, etc., ce qui se traduit par des couleurs de corps différentes pour les perles cultivées.
La couleur du corps des perles d'eau de mer est principalement blanche, noire, grise et jaune, comme le montrent les figures 1-2-4 à 1-2-6.
Figure 1-2-4 Principales couleurs des perles de culture d'eau de mer (1)
Figure 1-2-5 Principales couleurs des perles de culture d'eau de mer (2)
Figure 1-2-6 Principales couleurs des perles de culture d'eau de mer (3)
La couleur du corps des perles de culture d'eau douce présente principalement quatre systèmes de couleurs : blanc, rose, orange et violet. La majorité des consommateurs n'appréciant pas le rose, celui-ci est généralement blanchi en blanc. Actuellement, les couleurs les plus courantes sur le marché sont principalement le blanc, l'orange et le violet, comme le montrent les figures 1-2-7 à 1-2-9.
Figure 1-2-7 Principales couleurs des perles de culture d'eau douce (1)
Figure 1-2-8 Principales couleurs des perles de culture d'eau douce (2)
Figure 1-2-9 Principales couleurs des perles de culture d'eau douce (3)
Certaines perles de culture d'eau douce peuvent présenter des couleurs telles que le vert haricot, le brun et le jaune terre, qui peuvent recouvrir entièrement ou partiellement la surface de la perle, comme le montrent les figures 1-2-10 et 1-2-11.
Figure 1-2-10 Coloration épidermique des perles de culture d'eau douce (toutes couvertes)
Figure 1-2-11 Perles de culture d'eau douce avec coloration de la surface (partiellement découvertes)
Occasionnellement, les perles de culture d'eau douce avec des noyaux peuvent également présenter un lustre fort dans des couleurs comme le bronze, le violet et le brun, comme on peut le voir dans les figures 1-2-12 et 1-2-13.
Figure 1-2-12 Perles de culture d'eau douce aux couleurs bronze et pourpre
Figure 1-2-13 Perles de culture nucléées brunes d'eau douce
Les couleurs d'accompagnement sont une ou plusieurs couleurs qui flottent à la surface des perles de culture. Elles sont plus faciles à observer lorsque la perle a un fort lustre et une teinte blanche ou noire, voir figure 1-2-14 à figure 1-2-19.
Figure 1-2-14 Couleurs d'accompagnement des perles blanches de culture d'eau douce (1)
Figure 1-2-15 Couleurs d'accompagnement des perles blanches de culture d'eau douce (2)
Figure 1-2-16 Couleurs d'accompagnement des perles de culture blanches d'eau de mer (1)
Figure 1-2-17 Couleurs d'accompagnement des perles de culture blanches d'eau de mer (2)
Figure 1-2-18 Couleurs d'accompagnement des perles de culture d'eau de mer noires (1)
Figure 1-2-19 Couleurs d'accompagnement des perles de culture d'eau de mer noires (2)
L'orient est une couleur arc-en-ciel qui se forme à la surface ou sous la surface de la perle, voir les figures 1-2-20 à 1-2-23. En général, seules les perles à fort lustre présentent des couleurs d'orientation ou d'accompagnement.
Figure 1-2-20 Éclat des perles de culture non nucléées d'eau douce
Figure 1-2-21 Éclat des perles de culture d'eau douce avec nucléus (1)
Figure 1-2-22 Éclat des perles de culture nucléées d'eau douce (2)
Figure 1-2-23 Éclat des perles de culture d'eau douce avec nucléus (3)
1.4 Forme
Les formes de perles comprennent généralement des types ronds (parfaitement ronds, ronds, presque ronds), ovales, en forme de goutte d'eau, ronds plats et irréguliers.
Les perles de culture d'eau douce sont principalement nucléées et leurs formes sont donc variées : rondes, en forme de larme, ovales, cabochons, en forme de bouton, allongées, irrégulières et reliées entre elles, comme le montrent les figures 1-2-24 à 1-2-31.
Figure 1-2-24 Perles de culture rondes non nucléées d'eau douce
Figure 1-2-25 Perles de culture non nucléées d'eau douce presque rondes et ovales
Figure 1-2-26 Perles de culture ovales non nucléées d'eau douce (1 )
Figure 1-2-27 Perle nucléée ovale d'eau douce (2)
Figure 1-2-28 Perles de culture non nucléées d'eau douce en forme de chignon et d'abaque cuites à la vapeur
Figure 1-2-29 Perle nucléée d'eau douce allongée
Figure 1-2-30 Perle nucléée d'eau douce connectée (1)
Figure 1-2-31 Perle nucléée d'eau douce connectée (2)
Les perles d'eau douce à noyau peuvent être rondes ou presque rondes, comme le montrent les figures 1-2-32 et 1-2-33 ;
Figure 1-2-32 Perle ronde nucléée d'eau douce
Figure 1-2-33 Perles de culture d'eau douce presque rondes
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Cependant, une grande partie des perles de culture nucléées, même lorsqu'elles sont implantées avec un noyau rond, n'ont pas l'air rondes et présentent souvent de petites protubérances pointues ressemblant à des "queues", sous la forme d'une virgule, comme le montre la figure 1-2-34. Certaines varient également en fonction de la forme du noyau implanté, comme la forme d'un bouton, d'un diamant, etc.
Les perles de culture d'eau de mer sont nucléées et la couche perlière se développe autour d'une coquille ronde, de sorte qu'elles sont généralement rondes ou presque rondes, Figure 1-2-35 Perles de culture d'eau de mer rondes et presque rondes courantes. Toutefois, lorsque la couche perlière atteint une certaine épaisseur, des formes telles que la goutte d'eau, le gros rond et l'irrégulier peuvent également apparaître.
1.5 Caractéristiques de fluorescence dans l'ultraviolet
Observées à l'aide d'un instrument de fluorescence ultraviolette pour pierres précieuses, les perles de culture d'eau douce présentent une fluorescence jaune et verte nulle à modérée sous une lumière ultraviolette à ondes longues, certaines présentant une forte fluorescence bleue ; elles n'émettent généralement pas de lumière sous une lumière ultraviolette à ondes courtes. La fluorescence de la surface coupée est généralement plus forte que celle de la surface, ce qui permet d'observer plus clairement la répartition en bandes des couches perlières.
Les perles cultivées en eau de mer ont une teneur relativement élevée en Fe et faible en Mn, le Fe étant un inhibiteur de la fluorescence ultraviolette et le Mn un activateur. Par conséquent, la fluorescence ultraviolette des perles cultivées en eau de mer est généralement plus faible que celle des perles cultivées en eau douce.
Supposons que les perles cultivées subissent un processus de revêtement similaire au blanchiment par fluorescence solide. Dans ce cas, elles émettent généralement une forte fluorescence bleu-blanc, rendant impossible le discernement de leur couleur de fluorescence d'origine, comme le montrent les figures 1-2-36 et 1-2-37.
Figure 1-2-36 Perles de culture d'eau douce blanchies par la lumière (sous ultraviolets à ondes longues)
Figure 1-2-37 Perles de culture d'eau douce blanchies par la lumière (sous ondes courtes ultraviolettes)
1.6 Densité
La teneur en divers composants détermine la densité des perles. Les perles de différents types, origines et formations ont de légères différences de densité, et les perles de différentes qualités ont également des densités légèrement différentes.
En général, la densité des perles naturelles d'eau de mer est de 2,61 à 2,85 g/cm.3La densité des perles d'eau douce naturelles est de 2,66-2,78 g/cm.3rarement supérieur à 2,74 g/cm3Les perles cultivées dans l'eau de mer ont généralement une densité plus élevée en raison du noyau de la coquille, qui est de 2,72-2,78 g/cm.3la densité des perles de culture d'eau douce est inférieure à celle de la plupart des perles naturelles d'eau douce et des perles de culture d'eau de mer.
1.7 Dureté et résistance
La dureté Mohs des perles naturelles est comprise entre 2,5 et 4,5, tandis que celle des perles de culture est comprise entre 2,5 et 4.
La couche perlée est résistante et peut supporter une déformation plastique importante avant de se rompre. Son module de traction est de 64 GPa, sa résistance à la flexion est de 130 MPa et son travail de rupture est de 600 à 1240 J/m, sa résistance à la flexion étant proche de celle des céramiques d'alumine et son travail de rupture étant supérieur de deux ordres de grandeur à celui des céramiques d'alumine (7J/m2).
La ténacité élevée de la couche perlière est étroitement liée à la combinaison en couches d'aragonite avec une alternance d'interfaces molles et dures dans la matrice organique. Ses mécanismes de durcissement comprennent la déviation des fissures, l'arrachement des fibres et le pontage de la matrice organique. Parmi ces mécanismes, la déviation des fissures est le phénomène le plus courant de propagation des fissures, en particulier lorsque les fissures se propagent perpendiculairement aux couches d'aragonite. Les fissures s'étendent d'abord sur une certaine distance le long des couches organiques entre les feuilles d'aragonite, puis dévient, traversent la couche d'aragonite et dévient à nouveau dans une autre couche organique parallèle à celle-ci, augmentant ainsi le travail de rupture nécessaire et la résistance à la propagation. Bien que la nacre soit un agrégat d'aragonite, ses plaquettes ont généralement une taille de quelques micromètres. Elles sont disposées en quinconce, les cristaux étant liés par une matrice organique relativement plus souple. Lorsque la couche perlière est soumise à une pression externe, des fissures apparaissent d'abord dans les couches organiques et s'étendent le long des limites polygonales des cristaux d'aragonite ou traversent les couches organiques de l'aragonite pour atteindre les couches organiques adjacentes qui lui sont parallèles. Les fissures ont tendance à présenter une forme en escalier avec des motifs clairs et réguliers. La matière organique peut coordonner le glissement entre les couches ou être étirée ou comprimée dans certaines conditions. Elle reste néanmoins liée aux couches d'aragonite, ce qui permet à la couche perlière de s'adapter facilement à la déformation par glissement entre les couches, réduisant ainsi l'impact des forces extérieures et la rendant moins sujette aux fissures.
1.8 Caractéristiques de surface
La surface d'une perle peut présenter des marques de croissance naturelles telles que des défauts, des taches et des textures de croissance en forme d'anneaux parallèles, y compris des piqûres, des taches blanches ternes et des taches en forme d'anneaux. La surface des perles nucléées peut également présenter des rides et des dommages à la couche perlière
Les caractéristiques de la surface des perles sont présentées dans les figures 1-2-38 à 1-2-51.
Figure 1-2-38 Fosse
Figure 1-2-39 Pas de points lumineux
Figure 1-2-40 Absence de points lumineux et de bandes annulaires
Figure 1-2-41 Fosses et anneaux (1)
Figure 1-2-42 Fosses et anneaux (II)
Figure 1-2-43 Fosses et anneaux (trois)
Figure 1-2-44 Courroie annulaire (I)
Figure 1-2-45 Courroie annulaire (II)
Figure 1-2-46 Protubérances, piqûres et anneaux (I)
Figure 1-2-47 Protubérances, piqûres et anneaux (II)
Figure 1-2-48 Rides de la couche perlière (perles de culture d'eau douce avec nucléi)
Figure 1-2-49 Rides et dommages de la couche perlière (perles de culture nucléées d'eau douce)
Figure 1-2-50 Détérioration de la couche perlière et de la bague de l'anneau
Figure 1-2-51 Détérioration de la couche perlière
Une fosse fait référence à de petites dépressions ou fosses à la surface de la couche perlière, plus basses que d'autres zones, qui présentent généralement un éclat irisé.
Les taches blanches non lustrées sont de petites taches sans éclat nacré qui apparaissent sur la couche perlière. Qu'il s'agisse d'une perle blanche ou d'une perle colorée, les taches non lustrées à sa surface sont blanches, ce qui est également l'une des caractéristiques importantes permettant d'identifier si la couleur de la perle est naturelle. De grandes zones de taches non lustrées peuvent également apparaître dans certaines perles de culture d'eau douce.
Les motifs tourbillonnaires, communément appelés "motifs de vis", sont des motifs de croissance de surface similaires aux filets de vis, et les textures de croissance peuvent prendre diverses formes, notamment des lignes parallèles, des couches concentriques, des formes de queue de poisson, des formes de tourbillon et des rayures irrégulières.
1.9 Observation microscopique
Sous grossissement, la surface de la couche perlière est généralement lisse et délicate, et elle peut également présenter une structure en couches rayonnantes concentriques et divers défauts et textures de croissance superficielle, la structure en couches formant des textures similaires aux lignes de contour sur une carte. En observant le trou percé d'une perle de culture, on peut voir le noyau de la perle et la structure de croissance en couches de la couche perlière, alors qu'il n'est pas facile de les observer dans les perles non nucléées, comme le montrent les figures 1-2-52 à 1-2-55.
Figure 1-2-52 Observation microscopique de perles non nucléées
Figure 1-2-53 Texture "Contour line" de la couche perlée
Figure 1-2-54 Observation microscopique de la zone percée des perles de culture nucléées montrant le noyau de la perle et la structure en couches.
Figure 1-2-55 Structure stratifiée visible à la surface de la couche perlière nucléée et au niveau du noyau perlier
2. Composition des phases
Le composant inorganique carbonate de calcium dans les perles apparaît principalement dans le système cristallin orthorhombique sous forme d'aragonite, avec une petite quantité apparaissant sous forme de calcite dans le système cristallin trigonal et de vaterite dans le système cristallin hexagonal. Les minéraux inorganiques de la perle ne correspondent pas exactement aux paramètres cristallins de l'aragonite standard, et les ions d'impureté peuvent présenter un certain degré de substitution isotrope avec Ca2+ en carbonate de calcium.
La phase du carbonate de tungstène dans les perles est principalement déterminée par des tests et des analyses utilisant des techniques telles que la XRD, la spectroscopie infrarouge et le Raman. Les recherches actuelles indiquent que la phase des perles de culture d'eau douce est principalement l'aragonite, certaines perles de culture d'eau douce non-lustrées contenant de la vaterite. La phase minérale principale des perles de culture d'eau de mer est l'aragonite, qui peut contenir une petite quantité de calcite ; le lustre de surface diminue à mesure que la teneur en calcite augmente. Les perles de culture d'eau de mer produites en Chine peuvent également contenir des traces d'hydroxyapatite carbonatée.
Tableau 1-2-5 Composition des phases des perles de culture
| Objet | Perles de culture d'eau douce | Perles de culture d'eau de mer |
|---|---|---|
| Principales phases | (1) Aragonite orthorhombique (2) Vaterite hexagonale | (1) Aragonite orthorhombique (2) Calcite trigonale |
3. La structure
Les perles sont généralement composées d'un noyau et d'une couche perlière.
Le noyau fait référence au noyau de la perle naturelle, qui est constitué de micro-organismes, de débris biologiques, de grains de sable, de lésions, etc. ; le noyau des perles de culture est un implant artificiel au cœur - de petites billes provenant de coquillages ou du manteau des huîtres et des palourdes. Le manteau implanté est illustré à la figure 1-2-64, et le noyau du coquillage est illustré à la figure 1-2-65.
Figure 1-2-64 La membrane externe utilisée pour l'insertion du noyau
Figure 1-2-65 Le noyau rond d'une perle de culture nucléée
La couche de nacre est la surface qui présente un éclat irisé, englobant toutes les perles non nucléées de l'intérieur vers l'extérieur et la partie située à l'extérieur du noyau d'une perle nucléée. Elle se compose de carbonate de calcium (principalement de l'aragonite), de matière organique (principalement des protéines de la coquille) et d'eau, et présente une structure en couches concentriques ou radiale concentrique. Une structure en couches distinctes peut être observée lorsqu'une perle est coupée ou cassée, comme le montrent les figures 1-2-66 et 1-2-67.
Figure 1-2-66 La structure en couches concentriques de la couche de nacre
Figure 1-2-67 La structure en couches concentriques de la couche de nacre (après rupture)
La partie centrale des perles de culture non nucléées est le manteau, suivi d'une couche blanche ou colorée, disposée dans l'ordre de l'intérieur vers l'extérieur en tant que couches perlières, voir figures 1-2-68 à 1-2-71 ;
Figure 1-2-68 Structure en couches concentriques de la couche perlière dans les perles de culture non nucléées (1)
Figure 1-2-69 Structure en couches concentriques des perles de culture non nucléées (2)
Figure 1-2-70 Structure en couches concentriques de perles connectées non nucléées (1)
Figure 1-2-71 Structure concentrique des couches de perles de culture non nucléées (2)
L'intérieur des perles de culture nucléées d'eau douce et des perles de culture d'eau de mer est généralement constitué par la coquille (blanche), tandis que l'extérieur est constitué par la couche perlière (noire), et la couleur de la couche perlière est relativement uniforme, voir les figures 1-2-72 et 1-2-73.
Figure 1-2-72 Structure des perles de culture nucléées (1)
Figure 1-2-73 Structure des perles de culture nucléées (2)
(1) Microstructure
En utilisant des instruments tels que la microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie électronique à transmission (MET) pour agrandir et observer la couche perlière, on peut voir la structure en couches micro-concentrique de la couche perlière : les cristaux de carbonate de calcium sont disposés comme un plateau de mosaïque pour former une couche perlière unique, avec des protéines dures organiques existant dans les interstices des cristaux de carbonate de calcium et entre les couches uniques de la couche perlière. Cette structure peut être comparée à la maçonnerie en architecture, où les protéines dures agissent comme du ciment et les cristaux de carbonate de calcium comme des briques. La taille, la forme et la disposition des cristaux de carbonate de calcium influent directement sur la qualité des perles ; les images MEB des perles sont présentées dans les figures 1-2-74 et 1-2-75.
Figure 1-2-74 Structure stratifiée des couches de perles (SEM)
Figure 1-2-75 Structure de surface des couches de perles à haute teneur en lustre (SEM)
La relation entre la structure de la couche perlière et le lustre est indiquée dans le tableau 1-2-11. Cette structure en couches très ordonnée de la couche perlière est à l'origine de sa résistance et de sa ténacité élevées.
Tableau 1-2-11 Relation entre la structure des couches de perles et leur lustre
| Types de perles | Perles à haut lustre | Perles non brillantes |
|---|---|---|
| Perles de culture d'eau de mer | L'aragonite lamellaire pseudo-hexagonale ou en blocs plats est très bien agencée ; le centre de l'aragonite lamellaire est convexe, le bord est bas. L'accumulation d'une fine couche de perles montre un effet d'anneau rythmique. La taille moyenne des particules d'aragonite hexagonale est de 1 à 8 mm, et l'épaisseur est d'environ 0,3 à 0,6 mm. | Le centre de la surface plane de l'aragonite est concave, tandis que les bords sont relativement élevés ; l'arrangement est souvent désordonné |
| Perles de culture d'eau douce | Les cristaux d'aragonite sont ordonnés et de taille uniforme. L'aragonite hexagonale d'un diamètre de 1 à 4 um présente une surface plane et une protubérance au milieu. L'épaisseur de la microcouche d'aragonite est d'environ 0,2-0,4 um. | Les cristaux d'aragonite varient en forme et en taille, de moins de 1 m à quelques microns ; La partie centrale de la surface de l'écaille d'aragonite est concave ; Désordre dans l'accumulation des cristaux, structure lâche, apparaissent souvent quelques microns à quelques dizaines de microns de trous. |
(2) Le mécanisme de formation de la couche de nacre.
La recherche sur le mécanisme de croissance de la couche de nacre n'est pas encore achevée et reste controversée.
Actuellement, en ce qui concerne le dépôt de la couche de nacre, on pense généralement que la croissance de la couche de nacre comprend plusieurs processus principaux : l'assemblage de la matrice organique, la formation initiale de la phase minérale, la nucléation de plaquettes d'aragonite individuelles et la croissance des plaquettes d'aragonite. Des fibres semblables à de la soie existent à l'état de gel, pré-remplies dans la zone de minéralisation ; la chitine est orientée et contrôle la croissance directionnelle des cristaux de carbonate de calcium. Au cours du processus de minéralisation, la première phase minérale formée est le carbonate de calcium amorphe colloïdal (ACC), et les cristaux se développent sur le carbonate de calcium amorphe. Les macromolécules acides jouent un rôle régulateur pendant la croissance des cristaux.
En ce qui concerne les deux modes de croissance de l'empilement et de l'épitaxie dans la couche perlée, la théorie du pont minéral et la théorie du gabarit sont principalement utilisées.
La théorie du pont minéral suggère que les cristaux d'aragonite continuent de croître à travers les pores des plaques de matière organique entre les différentes couches perlières. Chaque cristal d'aragonite nouvellement nucléé croît verticalement le long de la direction de la membrane externe jusqu'à ce qu'il rencontre la matrice intercalaire d'une autre couche, auquel cas la croissance verticale s'arrête. Ensuite, les plaques se développent latéralement pour former de nouvelles plaques. Lorsque la plaque en croissance rencontre les pores de la matrice intercouche de la plaque supérieure adjacente, elle passe à travers les pores comme un pont minéral, ce qui permet à de nouvelles petites plaques de continuer à cristalliser. Par rapport à la plaque inférieure, cette nouvelle plaque présente un décalage latéral. Au fur et à mesure que les anciennes plaques grandissent latéralement, d'autres ponts minéraux se forment entre les nouvelles plaques, ce qui entraîne la croissance simultanée de plaques à plusieurs endroits.
La théorie du modèle postule que la matière organique soluble peut fournir un modèle pour la cristallisation de la phase minérale. Lorsque le cycle de cristallisation d'une certaine face cristalline de la phase inorganique correspond au cycle structurel de la matrice organique avec des groupes actifs, il induit le cristal à croître le long de cette direction de la face cristalline, conduisant à une structure directionnelle ordonnée du cristal, c'est-à-dire induisant les cristaux d'aragonite à nucléer le long de la direction de la face cristalline (001), aboutissant finalement à toutes les plaques d'aragonite dans la couche perlière ayant leur axe c perpendiculaire au plan de la couche perlière. En outre, lorsque des matières organiques solubles existent indépendamment dans la solution, elles s'adsorbent sélectivement sur la face cristalline (001) de l'aragonite en raison de l'appariement des réseaux, inhibant ainsi la croissance des cristaux d'aragonite dans la direction perpendiculaire à cette face, ce qui donne aux cristaux d'aragonite une morphologie en forme de plaque.
4. Caractéristiques de cathodoluminescence
L'intensité de la luminescence des perles de culture d'eau douce sous excitation cathodique augmente avec la tension dans une certaine plage. Cependant, une tension élevée prolongée peut endommager la surface des perles en raison des températures élevées.
Les perles de culture d'eau douce et la couche de nacre de la nacre d'eau douce émettent une lumière jaune-verte sous excitation cathodique, tandis que les perles de culture d'eau de mer, les perles de culture d'eau de mer traitées et les coquillages d'eau de mer n'émettent généralement pas de lumière, comme le montrent les tableaux 1-2-12 et 1-2-76 à 1-2-79.
Figure 1-2-76 Caractéristiques de luminescence cathodique des perles de culture d'eau douce
Figure 1-2-77 Caractéristiques de luminescence cathodique de la couche de nacre d'eau douce
Figure 1-2-78 Les perles de culture d'eau de mer blanche n'émettent pas de lumière sous excitation cathodique匚
Figure 1-2-79 Perles de culture d'eau de mer noire sous excitation cathodique
Tableau 1-2-12 Caractéristiques de cathodoluminescence des perles de culture et des perles traitées optimisées
| Les types | Couleur | Couleur cathodoluminescente | Observation microscopique sous cathodoluminescence |
|---|---|---|---|
| Perles de culture d'eau douce | Blanc, rose, orange, violet | Jaune-vert | Structure dense, lustrée, brillante et uniforme |
| Perles de culture d'eau douce | Blanc, marron | Jaune-vert | La structure est uniforme, dense et brillante, avec des anneaux visibles et une structure en couches, et brille d'un vif éclat. |
| Perles de culture d'eau de mer | Noir, gris, jaune, blanc | Non lumineux | La structure est uniforme et dense, brillante et lustrée, avec des faisceaux visibles de reflets bleus-violets. |
| Couche de nacre d'eau de mer | Blanc | Non-luminescent | La structure est uniforme et dense, avec des faisceaux de rayons visibles réfléchissant la lumière bleue et violette. |
5. Mécanisme de coloration du corps
Le mécanisme de coloration du corps des perles est relativement complexe et n'est pas encore bien compris. Dans les perles, des matrices organiques et des pigments structurellement divers sont distribués dans le carbonate de calcium inorganique, et ces pigments variés et complexes peuvent présenter des couleurs individuellement ou en conjonction avec des ions métalliques. Pour différentes perles, les mécanismes de coloration du corps comprennent principalement deux notions : la coloration des porphyrines et la coloration des caroténoïdes.
5.1 Coloration des porphyrines
Des études expérimentales étayant ce point de vue indiquent que la teinte et le lustre de la couleur du corps de la perle sont fluorescents. La couleur du corps des perles est due à la porphyrine, un pigment protéique, et aux éléments métalliques qui induisent des couleurs fluorescentes. La combinaison de la porphyrine et des métaux est appelée corps de porphyrine. Différents types de métaux combinés à la porphyrine donnent des couleurs différentes ; la variation de la teneur en porphyrine donne des nuances différentes. L'analyse fluorescente, colorimétrique et quantitative de la porphyrine dans différentes perles colorées montre que les perles colorées ont une teneur plus élevée. En revanche, les perles blanches en contiennent moins, et les perles de qualité inférieure au lustre médiocre en contiennent encore moins.
La teneur en ions oligo-éléments des perles colorées est généralement plus élevée que celle des perles blanches, ce qui indique que les ions métalliques inorganiques peuvent avoir une relation correspondante avec la formation de la couleur des perles ; la teneur en matière organique des perles colorées est également plus élevée que celle des perles blanches, et l'on pense généralement que les ions métalliques inorganiques peuvent former une certaine forme de relation de coordination avec les molécules organiques. Lorsque les oligo-éléments présents dans les perles pénètrent dans le centre de la porphyrine et forment des complexes stables, les perles de différentes couleurs correspondent à différents corps de porphyrine. Par conséquent, la couleur des perles est déterminée par les effets combinés de ces ions et les effets combinés des corps de porphyrine métallique.
Certaines études suggèrent que les pigments organiques des perles noires cultivées dans l'eau de mer proviennent des cellules épidermiques de l'huître perlière et sont liés à des protéines organiques solubles ; ce pigment pourrait être une porphyrine. Les perles noires de Taqi Di et les perles tachetées gris-noir de Chine sont colorées par des pigments organiques, et l'on pense généralement que les spectres de luminescence à 617 nm et 676 nm indiquent la présence de porphyrine.
5.2 Pigmentation des caroténoïdes
Les caroténoïdes sont les composés organiques pigmentaires les plus courants synthétisés par les plantes et les bactéries naturelles. Plus de 600 types de caroténoïdes ont été découverts. Ils sont largement présents chez les animaux, les plantes et les micro-organismes et constituent également l'un des principaux colorants alimentaires naturels. La structure et la fonction des caroténoïdes sont très complexes, et le g -g-carotène est leur principal composant pigmentaire.
Des caroténoïdes ont été trouvés dans la couche de nacre des perles de culture d'eau douce et des coquillages en Chine. Les pics Raman organiques des différentes couleurs de perles d'eau douce sont de 1120cm-11132cm-11526cm-11132cm-1 et 1527cm-1 sont dues à des pigments caroténoïdes typiques à double liaison conjuguée tout-trans, tandis que 1132cm-1 appartient à la vibration d'étirement de la liaison simple C=C (V2), 1527cm-1 appartient à C=C la vibration d'étirement des doubles liaisons (V1), le faible pic Raman de 1020cm-1 (V3) peut être causé par le balancement dans le plan du groupe méthyle latéral dans la molécule de pigment, et le pic de 1296cm-1 peut être lié au groupe méthyle latéral dans la molécule. Lorsque la couleur passe du clair au foncé, l'intensité du pic Raman de la matière organique passe régulièrement de faible à forte, comme le montre la figure 1-2-81. Le changement de couleur des perles de culture d'eau douce dépend de la quantité de caroténoïdes dans les perles. La concentration de caroténoïdes dans les perles claires est faible, tandis que la concentration de caroténoïdes dans la nacre foncée est élevée.
En outre, la teneur en éléments métalliques tels que Mn, Mg, Zn, Ti et V est relativement élevée dans les perles colorées, ce qui peut jouer un rôle important dans la coloration ; lorsque la teneur en oligo-éléments tels que Mn augmente progressivement, la couleur des perles devient également plus foncée.
