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Gemme organiche di grande fascino: La storia applicativa, la cultura e le caratteristiche gemmologiche delle perle
Introduzione di base alle gemme organiche e alle perle
Introduzione:
Le gemme, note anche come pietre preziose e semipreziose, sono generalmente considerate materiali presenti in natura che sono belli, durevoli, rari e accettabili, hanno valore estetico e possono essere trasformati in oggetti decorativi. In gemmologia, le pietre preziose possono essere classificate in monocristallo, giada e organiche (Figura 0-0-1).
Indice dei contenuti
Sezione ⅠCaratteristiche delle gemme organiche
Come suggerisce il nome, le gemme organiche sono quelle formate da processi organici. La differenza principale tra le gemme organiche e le gemme inorganiche a cristallo singolo e la giada è che le gemme organiche sono legate alle attività di animali e piante, aderendo alle leggi biologiche e di biomineralizzazione.
I principali tipi di gemme organiche comprendono perle, coralli, avorio e altri materiali dentali, oltre ad ambra, conchiglie, getti, gusci di tartaruga e corni. Sebbene alcune gemme organiche possano essere coltivate intervenendo artificialmente nel loro processo di formazione, come le perle e le conchiglie coltivate, queste gemme organiche non possono essere sintetizzate in laboratorio.
Le più importanti caratteristiche identificative delle gemme organiche sono generalmente strettamente correlate alla loro origine, come la struttura di crescita ad anelli concentrici delle perle, la struttura di crescita radiale concentrica dei coralli, la struttura di crescita a strati delle conchiglie, la struttura di crescita ad anelli concentrici dell'avorio e i modelli di flusso dell'ambra.
La maggior parte dei gioielli con gemme organiche richiede un'attenta manutenzione. Le gemme organiche hanno generalmente una durezza minore e una maggiore tenacità, con una durezza Mohs che si aggira in genere intorno a 2,5-4. Evitare di graffiare il metallo e di sfregare altre gemme inorganiche e la giada. La maggior parte delle gemme organiche è composta da materiali sia organici che inorganici. La parte inorganica è costituita principalmente da carbonati e fosfati. I carbonati sono facilmente erodibili dagli acidi, che possono danneggiare le gemme organiche. In caso di esposizione agli acidi, sciacquare immediatamente con acqua pulita, asciugare con un panno morbido e far asciugare all'aria in un luogo fresco. I materiali organici sono suscettibili di erosione da parte di solventi organici come etanolo, etere e acetone, quindi è necessario evitare il contatto con smalto per unghie, detergenti e cosmetici, nonché il contatto con il sudore. Alcune gemme organiche possono cambiare colore e perdere lucentezza a causa della disidratazione, poiché contengono una piccola quantità d'acqua, quindi devono essere protette dall'esposizione prolungata alla luce solare e dalla cottura continua ad alta temperatura.
Le gemme organiche hanno un'ampia gamma di usi. Oltre a essere utilizzate per la gioielleria e la decorazione, alcune gemme organiche hanno anche un valore medicinale, come le perle. Nell'antichità, il corno di rinoceronte e l'ambra erano utilizzati come preziosi materiali medicinali.
È importante notare che il commercio di alcune gemme biologiche è soggetto a rigide restrizioni ai sensi della Convenzione sul commercio internazionale delle specie di flora e fauna selvatiche minacciate di estinzione (CITES) ed è limitato o vietato a livello internazionale, come l'avorio, il corallo, il corno di rinoceronte e la tartaruga; il trasporto e il commercio di questi tipi di gemme biologiche in alcuni Paesi e regioni può comportare sanzioni legali.
Sezione II Classificazione delle gemme organiche
Le gemme organiche possono essere classificate in base alla loro origine e composizione.
1. Classificazione per origine
Le gemme organiche possono essere suddivise in gemme prodotte da organismi viventi e fossili biologici, cfr. Figura 0-2-1.
Alcune gemme organiche provengono da organismi viventi, come le perle e le conchiglie prodotte da bivalvi d'acqua dolce o marina, gasteropodi e altri molluschi; la tartaruga proviene dalle tartarughe marine; l'avorio, l'osso di elefante e i becchi di uccello", così come il corno di rinoceronte, provengono da animali terrestri. La classificazione del corallo è alquanto controversa; alcuni ritengono che il corallo sia un fossile di polipi di corallo, ma poiché i rami di corallo vivo possono continuare a crescere nell'oceano e per distinguerlo dai fossili di corallo silicizzato, questo libro classifica il corallo nella sezione dei vivi. Le comuni gemme organiche prodotte da organismi viventi sono mostrate nella Figura 0-2-2.
I fossili si riferiscono ai resti, ai manufatti o alle tracce di antichi organismi conservati in strati antichi. Le gemme organiche fossilizzate includono ambra, giaietto, opale, avorio di mammut e altri fossili dentali, legno silicizzato e fossili di corallo. Si veda la Figura 0-2-3.
2. Classificazione dei componenti
Alcune gemme organiche sono composte da materiali sia inorganici che organici. I materiali inorganici sono costituiti principalmente da carbonati, fosfati, silice e acqua, mentre i materiali organici includono principalmente cheratina e altri. Questa categoria di gemme organiche comprende principalmente perle, coralli calcarei, denti, ossa e fossili silicizzati o calcificati, come mostrato nella Figura 0-2-4.
I fossili silicizzati, come quelli di corallo, possono avere pochissimo materiale organico conservato a causa dell'erosione da parte dei fluidi idrotermali ricchi di silice durante la loro formazione, e il materiale organico può addirittura essere distrutto.
La composizione di alcune gemme organiche è costituita principalmente da materiale organico, soprattutto cheratina, acidi esteri e alcoli, come l'ambra, il giaietto, i coralli di corno, la tartaruga e il corno di rinoceronte, come mostrato nella Figura 0-2-5.
Sezione III Introduzione della Perla
La parola inglese perla deriva dal francese "Perle", originariamente derivato dal latino "Perna", che significa "ostrica perla", un tipo di bivalve a forma di coscia di agnello. In persiano, il significato originale è "l'orgoglio del mare".
Le perle sono conosciute come la "regina delle gemme" nel mondo della gioielleria internazionale, essendo il più antico e importante tipo di gemma organica e l'unica gemma che può essere indossata direttamente senza essere tagliata, lucidata o molata.
In questo capitolo, le perle si riferiscono alle secrezioni lucenti che si formano nelle ostriche di acqua salata e nelle cozze di acqua dolce, che appartengono alla classe dei molluschi bivalvi. La caratteristica più evidente dei bivalvi è che hanno due conchiglie collegate da un legamento. Le loro branchie sono di solito simili a foglie; per questo sono anche chiamate "lamellibranchi". Le conchiglie dei molluschi bivalvi e la maggior parte delle perle sono secrete dal mantello del corpo del mollusco.
Sezione IV Applicazione Storia e cultura per la Perla
La storia delle perle nel mondo può essere generalmente divisa in due fasi: la prima è la raccolta delle perle naturali per migliaia di anni prima del XIX secolo, e la seconda è la storia della coltivazione moderna delle perle, iniziata con Mikimoto Kōkichi.
1. Perle d'acqua marina del sud
(1) è stata prodotta in abbondanza nell'isola di Hainan, a Hepu nel Guangxi e nelle acque del Golfo di Beibu. Queste acque hanno onde relativamente piccole e la miscelazione di acqua salata e acqua dolce crea una salinità moderata, con conseguente alta qualità dell'acqua e una temperatura particolarmente adatta all'allevamento della madreperla.
(2) Metodi di raccolta delle perle
Più spesso, i subacquei perliferi raccoglievano le rane. Una corda veniva legata intorno al corpo del subacqueo, che si immergeva in mare per catturare le rane. Questa attività di raccolta delle perle era estremamente pericolosa e spesso comportava lo "scambio di persone per le perle".
2. Perla d'acqua dolce naturale orientale
Perla d'acqua dolce naturale orientale, prodotta principalmente nei fiumi e nei laghi d'acqua dolce di Jilin e Heilongjiang, nel nord-est della Cina, con la migliore qualità proveniente da aree come il fiume Songhua, il fiume Nen, il fiume Yuantong e il lago Jingpo. Inoltre, il Mudanjiang è noto per l'abbondanza e la qualità delle sue perle, tanto da meritarsi il bellissimo titolo di "Fiume delle Perle".
3. Perla Ovest
Per quanto riguarda le perle occidentali, alcuni ritengono che "quelle provenienti dall'Europa e dall'Occidente" siano perle occidentali, mentre altri pensano che tutte le perle straniere siano definite "perle occidentali". Le origini delle "perle occidentali" sono molteplici e si dividono in perle naturali d'acqua dolce e perle d'acqua di mare.
L'applicazione delle Perle West si riflette in molti ritratti, e anche molti oggetti decorativi delle collezioni museali presentano Perle West e gioielli antichi in circolazione sul mercato che includono Perle West.
Figura 1-1-9 Dipinto a olio di una donna che indossa gioielli di perle (dipinto nel 1853)
Figura 1-1-12 Gioielli di perle naturali nel museo
Figura 1-1-16 Gioielli di perle antiche alla Mostra del Gioiello
(1) Golfo di Mannar
Il Golfo di Mannar, situato tra lo Sri Lanka e l'India, ha una lunga storia di produzione di perle e nell'antichità era noto per la produzione delle migliori perle naturali d'acqua di mare. Le perle sono bianche o bianco latte, con sfumature verdi, blu o viola, e hanno una forte lucentezza. □
(2) Golfo Persico
Le notizie sulla pesca delle perle nel Golfo Persico risalgono al 200 a.C.. La "Perla dell'Asia", rinvenuta nel Golfo Persico nel 1628, è la seconda perla naturale d'acqua marina più grande scoperta al mondo. Inizialmente erano gli antichi Romani a procurarsi le perle dal Golfo Persico. L'imperatore romano Nerone aveva una corona ornata di perle. Un altro imperatore romano, Caligola, aveva una perla incastonata vicino alle labbra e una volta regalò al suo cavallo una collana di perle.
Le perle naturali d'acqua di mare del Golfo Persico, note come perle persiane, sono di qualità eccellente, spesso di colore crema con sfumature verdastre.
I metodi di immersione nelle perle dell'antica Persia sono stati tramandati per secoli. I giovani schiavi maschi saltavano dalla nave in mare, trattenendo il respiro per diversi minuti, oppure utilizzavano un piccolo dispositivo simile a una pinza da naso per immergersi a 20-30 m di profondità per catturare le ostriche, quindi tornavano alla nave, ripetendo continuamente il processo. I rischi dell'immersione in ostrica sono estremamente elevati.
(3) Europa
Le perle prodotte nei fiumi europei, come quelle provenienti dal Sud America, sono preferite da diverse famiglie reali europee.
La regina Elisabetta I d'Inghilterra aveva una particolare predilezione per le perle, indossando collane che le arrivavano fino alle ginocchia. Si dice che la regina Elisabetta avesse più di 3.000 abiti ornati di perle, ma è interessante notare che una parte significativa delle perle di questi abiti erano perle finte.
(4) Oceano Pacifico meridionale
La madreperla dell'Oceano Pacifico meridionale è di grandi dimensioni e produce perle di alta qualità. Le perle naturali dell'Oceano Pacifico meridionale sono state esportate in Europa intorno al 1845. Nel 1881, nel nord-ovest dell'Australia, è stata scoperta una grande conchiglia dalle labbra d'argento, in grado di produrre perle naturali dei mari del sud di grandi dimensioni e di alta qualità.
Le conchiglie madri delle perle naturali dei Mari del Sud comprendono conchiglie con labbra d'argento, conchiglie con labbra d'oro e conchiglie con labbra nere, che possono produrre perle naturali nei colori bianco, oro e nero. La madreperla naturale e le perle naturali dei Mari del Sud sono illustrate nelle figure da 1-1-18 a 1-1-21.
Figura 1-1-18 Lato esterno della conchiglia a labbra d'oro naturale
Figura 1-1-19 Lato interno di una conchiglia a labbra d'oro naturale
Figura 1-1-20 Perla naturale dorata dei mari del Sud
Figura 1-1-21 Perla naturale dei mari del Sud di colore bianco-argento
(5) Americhe
Nel 1498, quando Colombo arrivò per la terza volta nelle Americhe, scoprì con successo le perle. Le perle furono elencate in cima ai regali presentati al re e alla regina spagnoli. Negli anni successivi, quando altri conquistatori spagnoli arrivarono nell'emisfero occidentale, scoprirono molte conchiglie perlifere vicino alla costa settentrionale del Venezuela, che in seguito divenne ampiamente nota come "Costa delle perle". Per i successivi 150 anni, quasi tutte le perle naturali prodotte qui furono portate in Europa.
Intorno al 1900, negli Stati Uniti iniziò a svilupparsi anche l'industria delle perle naturali d'acqua dolce, soprattutto nel fiume Mississippi, utilizzando la madreperla raccolta per i bottoni.
4. Cultura delle perle
Le perle sono sempre state considerate tesori rari, amati e apprezzati dalle persone. Rappresentano la purezza, la perfezione, la nobiltà e l'autorità e sono paragonabili alle gemme più preziose, come la giada. Simboleggiano un carattere nobile e indossare gioielli di perle accresce il fascino di una persona. Le perle sono anche i primi materiali naturali utilizzati come pietre preziose e hanno creato un legame indissolubile con la cultura cinese, dando vita a una cultura delle perle unica nel suo genere. La storia della cultura delle perle è di lunga data, con testimonianze che risalgono a oltre 4.000 anni fa. Nel corso dei lunghi anni che hanno accompagnato l'umanità, le perle non sono servite solo come ricchezza materiale per il godimento, ma si sono anche integrate nel fiume culturale della storia umana, lasciando dietro di sé una colorata eredità culturale.
5. Funzioni medicinali
Le perle hanno una lucentezza e un colore speciali e sono sempre state molto apprezzate. Le perle sono anche una preziosa medicina tradizionale cinese fin dall'antichità.
Nella pratica clinica moderna, la polvere di perle viene utilizzata internamente per trattare il prurito febbrile della pelle e le condizioni ulcerative, come l'eczema cronico e la dermatite ulcerosa cronica; i pazienti dopo un intervento chirurgico o con danni alle mucose che assumono una quantità adeguata di preparati a base di perle possono trarre beneficio dalla guarigione; le perle hanno l'effetto di calmare il fegato e di sottomettere lo yang e di schiarire la vista. L'estratto di acqua di perla è usato clinicamente per trattare l'affaticamento visivo, la congiuntivite cronica e la cataratta legata all'età; l'uso interno ed esterno della polvere di perla può anche trattare le ulcere orali.
Inoltre, le perle hanno anche alcuni benefici per la bellezza. Le ricerche attuali dimostrano anche che il calcio perlato idrosolubile (WCP) può inibire efficacemente l'atrofia dei tessuti causata dall'invecchiamento. Le ricerche attuali dimostrano anche che il calcio perlato idrosolubile (WCP) può inibire efficacemente l'atrofia dei tessuti causata dall'invecchiamento.
Sezione V Caratteristiche gemmologiche della perla
1. Caratteristiche gemmologiche di base
Le perle sono l'unico tipo di gemma che può essere utilizzato direttamente senza essere tagliato o lucidato e le loro proprietà di base sono riportate nella Tabella 1-2-1.
Tabella 1-2-1 Proprietà di base delle perle
| Principali minerali costituenti | Aragonite, calcite, madreperla, ecc. | |
|---|---|---|
| Composizione chimica | (1) Componenti inorganici: principalmente CaCO3, la frazione di massa rappresentava più di 91%; (2) Ingredienti organici: proteine dure (conchaolina), la frazione di massa di 3,5%-7%; (3) Oligoelementi: P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe e più di dieci tipi; (4) Nucleo: Le perle non nucleate hanno un nucleo di conchiglia esterna, mentre le perle nucleate hanno spesso un nucleo di conchiglia. | |
| Stato cristallino | Aggregato eterogeneo criptocristallino | |
| Struttura | Lo strato di perle presenta una struttura radiale concentrica o concentrica. | |
| Caratteristiche ottiche | Lustro | Lucentezza della perla |
| Colore (colore della carrozzeria) | (1) Perle d'acqua dolce: bianco, arancione, viola, rosa; (2) Perle d'acqua di mare: bianco, giallo oro, grigio, nero. | |
| Forma | (1) Perle d'acqua dolce: rotonde, a goccia, ovali, irregolari, irregolari collegate, cabochon e varie altre forme; (2) Perle d'acqua di mare: generalmente rotonde, possono essere a goccia, ovali, irregolari e di altre forme. | |
| Effetti ottici speciali | (1) Colori di accompagnamento: rosso, verde, viola, blu, ecc.; le perle bianche e nere sono facilmente osservabili; (2) Iridescenza: colori fluttuanti dell'arcobaleno, la superficie delle perle con forte lucentezza è facilmente osservabile. | |
| Indice di rifrazione | L'indice di rifrazione delle perle naturali è generalmente [1,530-1,685], mentre quello delle perle coltivate è [1,53-1,56]. | |
| Caratteristiche meccaniche | Durezza Mohs | 2.5-4.5 |
| La robustezza | Elevato, circa 3000 volte quello della calcite (CaCO3) | |
| Densità relativa | 2.60 | |
| Proprietà speciali | Bolle in presenza di acido; diventa marrone in caso di surriscaldamento; ha un aspetto sabbioso quando viene sfregato sulla superficie. | |
1.1 Composizione chimica
La composizione chimica delle perle comprende componenti inorganici, componenti organici, acqua e altre sostanze. La frazione di massa dei componenti inorganici rappresenta 91% o più, principalmente carbonato di calcio; contiene anche più di una dozzina di oligoelementi. I componenti organici sono idrocarburi, soprattutto cheratina (nota anche come alfa-cheratina o scleroproteina). La frazione di massa dei componenti organici rappresenta 1,1%-7%.
Utilizzando il metodo volumetrico del bicromato di potassio - metodo del calore di diluizione, è stato analizzato il contenuto di materia organica delle perle di coltura d'acqua dolce con diversi lustri e colori, e il contenuto di materia organica delle perle di coltura d'acqua dolce è stato misurato in 1,191%-2,232%, come mostrato nella Tabella 1-2-2. Il metodo specifico utilizza una soluzione di bicromato di potassio da 1mol/L combinata con una soluzione concentrata di acido solforico per ossidare la materia organica presente nella polvere di perle, mentre il bicromato di potassio rimanente viene titolato con solfato ferroso. Il carbonio organico e il contenuto corretto di materia organica sono calcolati in base alla quantità di bicromato di potassio consumato.
Tabella 1-2-2 Misurazione del contenuto di materia organica nelle perle di coltura d'acqua dolce con il metodo del calore di diluizione （Unità: %）
| Perle coltivate d'acqua dolce | Bianco opaco | Bianco brillante | Viola chiaro | Rosa | Arancione | Viola |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Contenuto di materia organica | 11.91 | 15.34 | 17.94 | 18.41 | 20.57 | 22.32 |
Attualmente si ritiene che le sostanze organiche presenti nelle perle siano composte da 18 aminoacidi, tra cui glicina, prolina, alanina, valina, serina, acido aspartico, triptofano e altri aminoacidi derivati dall'idrolisi delle proteine, nonché taurina, ornitina e altri aminoacidi derivati dall'idrolisi delle non proteine. I diversi tipi, la lucentezza e i colori delle perle d'acqua dolce coltivate hanno un contenuto di aminoacidi variabile. In generale, le perle di colore più scuro e con un lustro più intenso hanno un contenuto di materia organica più elevato rispetto a quelle con un lustro più debole; le perle coltivate in acqua dolce hanno in genere un contenuto inferiore rispetto alle perle coltivate in acqua di mare. Il contenuto di materia organica delle perle di coltura d'acqua dolce con diversi lustri e colori è stato analizzato con metodi proteici di idrolisi acida, i cui risultati sono riportati nelle Tabelle 1-2-3 e 1-2-4. Il metodo specifico è il seguente: pesare le perle di coltura d'acqua dolce con lustri e colori diversi. Il metodo specifico è il seguente: pesare 1 mg di ciascun tipo di campione macinato e accuratamente mescolato, aggiungere 0,5 mL di acido cloridrico 6mol/L, sigillare la provetta in condizioni anaerobiche e idrolizzare a 110℃±1 per 24 ore. Il vantaggio dell'idrolisi acida è che non è soggetta a racemizzazione dei prodotti di idrolisi, ma il triptofano viene distrutto dall'ebollizione dell'acido. Per gli esperimenti sugli aminoacidi è stato utilizzato un analizzatore completamente automatico di tipo 835. A causa della distruzione di triptofano e cisteina durante l'idrolisi, non è possibile rilevarli.
Tabella 1-2-3 Confronto del contenuto di aminoacidi nelle perle coltivate （Unità: %）
| Coltivazione delle perle | Contenuto di aminoacidi |
|---|---|
| Perle coltivate d'acqua dolce | 13.46 ~ 31.39 |
| Perle coltivate in acqua di mare | 21.83 ~ 31.70 |
Tabella 1-2-4 Contenuto di aminoacidi delle perle coltivate in acqua dolce con il metodo dell'idrolisi acida delle proteine (Unità: %）
| Perle coltivate d'acqua dolce | Bianco opaco | Bianco brillante | Viola chiaro | Rosa | Arancione | Viola |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aminoacidi totali | 13.46 | 18.96 | 14.86 | 23.44 | 21.04 | 16.56 |
Le perle contengono più di dieci oligoelementi, come P, Na, K, Mg, Mn, Sr, Cu, Pb, Fe e S. Le caratteristiche degli oligoelementi delle perle coltivate sono strettamente correlate al loro ambiente di crescita. L'ambiente influenza la crescita delle perle e gli oligoelementi contenuti nell'acqua di mare e nell'acqua dolce sono diversi. In generale, gli oligoelementi come Sr, S, Na, Mg e Fe sono relativamente arricchiti nelle perle coltivate in acqua di mare, mentre il Mn è relativamente impoverito; al contrario, il Mn è relativamente arricchito nelle perle d'acqua dolce, mentre Sr, S, Na, Mg e Fe sono relativamente impoveriti.
1.2 Lucentezza
Le perle prodotte dai molluschi bivalvi, comunemente chiamate perle, sono caratterizzate dalla loro lucentezza perlacea, come si può vedere nelle figure 1-2-1 e 1-2-2. La lucentezza delle perle è dovuta alla particolare struttura stratificata organico-inorganica della perla, che deriva dalla riflessione, dall'interferenza e dalla diffrazione della luce da parte dei cristalli di carbonato di calcio densamente disposti nello strato perlato. L'intensità della lucentezza della perla è legata alla levigatezza della superficie della perla, alla disposizione dei cristalli di tungsteno di calcio interni, allo spessore dello strato di perla e allo spessore di ogni singolo strato sottile.
Figura 1-2-1 Lucentezza della perla
Figura 1-2-2 Lucentezza della perla
La lucentezza delle perle è dovuta ai fenomeni di riflessione, rifrazione e riflessione diffusa che si verificano sulla superficie dello strato perlato quando viene illuminato. Inoltre, tra gli strati della perla si verificano solitamente effetti di interferenza e diffrazione. Questi fenomeni ottici fisici si riflettono collettivamente sulla superficie della perla, formando la lucentezza unica delle perle.
Il principio della generazione della lucentezza delle perle può essere spiegato dalla Figura 1-2-3. Lo strato proteico duro delle perle d'acqua dolce riflette la luce incidente come uno specchio. La riflessione e la rifrazione dei diversi microstrati della perla, così come le fessure di diffrazione formate dagli spazi in cui la materia organica tra i microstrati di aragonite non è riempita, creano insieme il lustro della perla.
1.3 Colore
Il colore di una perla è il risultato combinato del colore del corpo, dell'overtone e dell'orientamento.
Il colore del corpo è il colore prodotto dall'assorbimento selettivo della luce bianca da parte della perla stessa e può anche essere considerato la tonalità fissa che la perla possiede. L'overtone e l'orientamento di una perla sono causati principalmente dalla sua struttura, dove la luce riflessa dalla superficie e la luce riflessa interna interferiscono l'una con l'altra, insieme alla diffrazione della luce causata dagli spazi tra gli strati della madreperla, creando un orientamento simile all'arcobaleno. Quando l'orientamento formato è distintamente un colore che fluttua sopra il colore del corpo della perla coltivata, si parla di overtone.
Il colore del corpo di una perla dipende principalmente dalla genetica della madreperla, il che significa che il colore della madreperla influenza principalmente il colore della perla. Le diverse specie di madreperla variano in base alla varietà, all'ambiente di crescita e così via, dando luogo a diversi colori del corpo delle perle coltivate.
Il colore del corpo delle perle d'acqua di mare è principalmente bianco, nero, grigio e giallo, come si può vedere nelle figure 1-2-4 a 1-2-6.
Figura 1-2-4 Colori principali delle perle coltivate in acqua di mare (1)
Figura 1-2-5 Colori principali delle perle coltivate in acqua di mare (2)
Figura 1-2-6 Colori principali delle perle coltivate in acqua di mare (3)
Il colore del corpo delle perle d'acqua dolce presenta principalmente quattro sistemi di colore principali: bianco, rosa, arancione e viola. Poiché la maggior parte dei consumatori non predilige il rosa, questo viene generalmente sbiancato in bianco. Attualmente, i colori più comuni sul mercato sono principalmente il bianco, l'arancione e il viola, come si vede nelle figure da 1-2-7 a 1-2-9.
Figura 1-2-7 Colori principali delle perle di coltura d'acqua dolce (1)
Figura 1-2-8 Colori principali delle perle di coltura d'acqua dolce (2)
Figura 1-2-9 Colori principali delle perle di coltura d'acqua dolce (3)
Alcune perle di coltura d'acqua dolce possono presentare colori come il verde fagiolo, il marrone e il giallo terra, che possono ricoprire interamente o parzialmente la superficie della perla, come si vede nelle figure 1-2-10 e 1-2-11.
Figura 1-2-10 Colorazione epidermica delle perle di coltura d'acqua dolce (tutte coperte)
Figura 1-2-11 Perle di coltura d'acqua dolce con colorazione superficiale (parzialmente scoperte)
Occasionalmente, le perle di coltura d'acqua dolce con nuclei possono anche mostrare una forte lucentezza in colori come il bronzo, il viola e il marrone, come si vede nelle figure 1-2-12 e 1-2-13.
Figura 1-2-12 Perle di coltura d'acqua dolce con colori bronzo e viola
Figura 1-2-13 Perle di coltura nucleate di acqua dolce di colore marrone
I colori di accompagnamento sono uno o più colori che galleggiano sulla superficie delle perle coltivate. Sono più facili da osservare quando la perla ha un forte lustro e una tonalità bianca o nera, vedi Figura 1-2-14 a Figura 1-2-19.
Figura 1-2-14 Colori di accompagnamento delle perle coltivate d'acqua dolce bianche (1)
Figura 1-2-15 Colori di accompagnamento delle perle coltivate d'acqua dolce bianche (2)
Figura 1-2-16 Colori di accompagnamento delle perle coltivate di acqua marina bianca (1)
Figura 1-2-17 Colori di accompagnamento delle perle coltivate di acqua marina bianca (2)
Figura 1-2-18 Colori di accompagnamento delle perle coltivate di acqua marina nera (1)
Figura 1-2-19 Colori di accompagnamento delle perle coltivate di acqua di mare nera (2)
L'oriente è un colore arcobaleno drappeggiante che si forma sulla superficie della perla o al di sotto di essa; si vedano le Figure da 1-2-20 a 1-2-23. In genere, solo le perle con un forte lustro presentano colori orientali o di accompagnamento.
Figura 1-2-20 Lucentezza delle perle di coltura d'acqua dolce non nucleate
Figura 1-2-21 Lucentezza delle perle di coltura d'acqua dolce con nucleo (1)
Figura 1-2-22 Lucentezza delle perle di coltura d'acqua dolce nucleate (2)
Figura 1-2-23 Lucentezza delle perle di coltura d'acqua dolce con nucleo (3)
1.4 Forma
Le forme delle perle includono generalmente tipi rotondi (perfettamente rotondi, rotondi, quasi rotondi), ovali, a goccia, rotondi piatti e forme irregolari.
Le perle di coltura d'acqua dolce sono principalmente nucleate, quindi le loro forme variano, tra cui rotonda, a goccia, ovale, cabochon, a bottone, allungata, irregolare e forme irregolari collegate, come si vede nelle figure da 1-2-24 a 1-2-31.
Figura 1-2-24 Perle di coltura rotonde d'acqua dolce non nucleate
Figura 1-2-25 Perle di coltura d'acqua dolce non nucleate quasi rotonde e ovali
Figura 1-2-26 Perle di coltura d'acqua dolce ovali non nucleate (1 )
Figura 1-2-27 Perla ovale d'acqua dolce nucleata (2)
Figura 1-2-28 Perle di coltura d'acqua dolce non nucleate a forma di focaccina e di abaco cotte al vapore
Figura 1-2-29 Perla d'acqua dolce nucleata allungata
Figura 1-2-30 Perla nucleata d'acqua dolce collegata (1)
Figura 1-2-31 Perla nucleata d'acqua dolce collegata (2)
Le perle d'acqua dolce con nucleo possono essere rotonde o quasi rotonde, come si vede nelle Figure 1-2-32 e 1-2-33;
Figura 1-2-32 Perla tonda d'acqua dolce nucleata
Figura 1-2-33 Perle di coltura d'acqua dolce quasi rotonde
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Tuttavia, una parte considerevole di perle di coltura nucleate, anche se impiantate con un nucleo rotondo, non appaiono rotonde, avendo spesso piccole sporgenze appuntite che assomigliano a "code", che appaiono come il simbolo della virgola, come si vede nella Figura 1-2-34. Vi sono anche alcune che variano in base alla forma del nucleo impiantato, come a forma di bottone, di diamante, ecc.
Le perle coltivate in acqua di mare sono nucleate e lo strato di perle cresce intorno a una conchiglia rotonda, quindi sono generalmente rotonde o quasi rotonde, Figura 1-2-35 Perle coltivate in acqua di mare rotonde e quasi rotonde comuni. Tuttavia, quando lo strato di perle raggiunge un certo spessore, possono comparire anche forme a goccia, rotonde e irregolari.
1.5 Caratteristiche della fluorescenza ultravioletta
Osservate con uno strumento di fluorescenza ultravioletta per gemme, le perle di coltura d'acqua dolce non presentano alcuna o moderata fluorescenza gialla e verde alla luce ultravioletta a onde lunghe, mentre alcune mostrano una forte fluorescenza blu; generalmente non emettono luce alla luce ultravioletta a onde corte. La fluorescenza della superficie tagliata è generalmente più forte di quella della superficie, consentendo una più chiara osservazione della distribuzione a bande degli strati di perle.
Le perle coltivate in acqua di mare hanno un contenuto relativamente alto di Fe e basso di Mn, con il Fe che è un attenuante della fluorescenza ultravioletta e il Mn che è un attivatore. Pertanto, la fluorescenza ultravioletta delle perle coltivate in acqua di mare è generalmente più debole di quella delle perle coltivate in acqua dolce.
Supponiamo che le perle coltivate subiscano un processo di rivestimento simile allo sbiancamento a fluorescenza solida. In questo caso, generalmente emettono una forte fluorescenza blu-bianca, rendendo impossibile distinguere il loro colore di fluorescenza originale, come si vede nelle figure 1-2-36 e 1-2-37.
Figura 1-2-36 Perle di coltura di acqua dolce sbiancate dalla luce (a onde lunghe ultraviolette)
Figura 1-2-37 Perle di coltura d'acqua dolce sbiancate dalla luce (a onde corte ultraviolette)
1,6 Densità
Il contenuto di vari componenti determina la densità delle perle. Le perle di diverso tipo, origine e formazione presentano lievi differenze di densità e anche le perle di diversa qualità hanno densità leggermente diverse.
In generale, la densità delle perle naturali d'acqua di mare è di 2,61-2,85 g/cm.3La densità delle perle d'acqua dolce naturali è di 2,66-2,78 g/cm.3, raramente superiore a 2,74 g/cm3Le perle coltivate in acqua di mare hanno generalmente una densità più elevata a causa del nucleo della conchiglia, che è di 2,72-2,78 g/cm.3La densità delle perle coltivate in acqua dolce è inferiore a quella della maggior parte delle perle naturali d'acqua dolce e delle perle coltivate in acqua marina.
1.7 Durezza e resistenza
La durezza Mohs delle perle naturali è di 2,5-4,5, mentre la durezza Mohs delle perle coltivate è di 2,5-4.
Lo strato di perle è resistente e può sopportare una significativa deformazione plastica prima di rompersi. Il suo modulo di trazione è di 64 GPa, la resistenza alla flessione è di 130 MPa e il lavoro di frattura è di 600-1240 J/m, con una resistenza alla flessione vicina a quella della ceramica di allumina e un lavoro di frattura di due ordini di grandezza superiore a quello della ceramica di allumina (7J/m2).
L'elevata tenacità dello strato perlato è strettamente correlata alla combinazione stratificata di aragonite con interfacce morbide e dure alternate nella matrice organica. I suoi meccanismi di tempra includono la deviazione delle cricche, il distacco delle fibre e il bridging della matrice organica. Tra questi, la deviazione delle cricche è il fenomeno più comune di propagazione delle cricche, soprattutto quando queste si propagano perpendicolarmente agli strati di aragonite. Le cricche si estendono prima lungo gli strati organici tra le lastre di aragonite, poi deviano, attraversando lo strato di aragonite e deviando nuovamente in un altro strato organico parallelo ad esso, aumentando così il lavoro di frattura richiesto e la resistenza alla propagazione. Sebbene la madreperla sia un aggregato di aragonite, le sue piastrine hanno generalmente dimensioni di pochi micrometri. Sono disposte in modo sfalsato, legando i cristalli con una matrice organica relativamente più morbida. Quando lo strato di perle è sottoposto a pressione esterna, le crepe iniziano prima negli strati organici e si estendono lungo i confini poligonali dei cristalli di aragonite o attraversano gli strati organici dell'aragonite negli strati organici adiacenti che sono paralleli ad essa. Le fessure tendono a presentare una forma a gradini con schemi chiari e regolari. La materia organica può coordinare lo scorrimento tra gli strati o essere allungata o compressa in alcune condizioni. Tuttavia, rimane connessa agli strati di aragonite, consentendo allo strato di perla di regolare facilmente la deformazione attraverso lo scorrimento tra gli strati, riducendo l'impatto delle forze esterne e rendendolo meno incline alle crepe.
1.8 Caratteristiche della superficie
La superficie di una perla può presentare segni di crescita naturali come difetti, macchie e strutture di crescita parallele ad anello, tra cui buche, macchie bianche opache e imperfezioni ad anello. La superficie delle perle nucleate può anche presentare rughe e danni allo strato perlato.
Le caratteristiche superficiali delle perle sono illustrate nelle figure da 1-2-38 a 1-2-51.
Figura 1-2-38 Fossa
Figura 1-2-39 Assenza di punti luce
Figura 1-2-40 Assenza di punti luminosi e bande anulari
Figura 1-2-41 Fossi e anelli (1)
Figura 1-2-42 Fosse e anelli (II)
Figura 1-2-43 Fossi e anelli (tre)
Figura 1-2-44 Cinghia ad anello (I)
Figura 1-2-45 Cinghia ad anello (II)
Figura 1-2-46 Sporgenze, buchi e anelli (I)
Figura 1-2-47 Sporgenze, buche e anelli (II)
Figura 1-2-48 Rugosità dello strato di perle (perle di coltura d'acqua dolce con nuclei)
Figura 1-2-49 Rughe e danni allo strato di perle (perle coltivate d'acqua dolce nucleate)
Figura 1-2-50 Danni allo strato di perle e alla fascia dell'anello
Figura 1-2-51 Danneggiamento dello strato di perle
Il termine "pit" si riferisce a piccole depressioni o fosse sulla superficie dello strato di perle, più basse rispetto ad altre aree, che generalmente presentano una lucentezza iridescente.
Le macchie bianche non lucide si riferiscono a piccole macchie prive di lustro perlaceo che compaiono sullo strato della perla. Che si tratti di una perla bianca o di una perla colorata, le macchie non lucenti sulla sua superficie sono bianche, il che è anche una delle caratteristiche importanti per identificare se il colore della perla è naturale. In alcune perle d'acqua dolce coltivate possono comparire anche ampie aree di macchie non lucide.
I modelli vorticosi, comunemente noti come "modelli a vite", sono modelli di crescita della superficie simili alle filettature, e le texture di crescita possono assumere varie forme, tra cui linee parallele, strati concentrici, forme a coda di pesce, vortici e strisce irregolari.
1.9 Osservazione al microscopio
Sotto ingrandimento, la superficie dello strato di perle è generalmente liscia e delicata, e può anche presentare una struttura stratificata a raggiera concentrica e vari difetti di crescita superficiale e texture, con la struttura stratificata che forma texture simili alle linee di contorno su una mappa. Osservando dal foro di una perla coltivata, è possibile vedere il nucleo della perla e la struttura di crescita stratificata dello strato di perla, mentre non è facile osservarla nelle perle non nucleate, come mostrato nelle figure da 1-2-52 a 1-2-55.
Figura 1-2-52 Osservazione al microscopio di perle non nucleate
Figura 1-2-53 Texture "Linea di contorno" dello strato di perle
Figura 1-2-54 Osservazione al microscopio dell'area forata di perle di coltura nucleate che mostra il nucleo della perla e la struttura a strati.
Figura 1-2-55 Struttura stratificata visibile sulla superficie dello strato di perle nucleate e sul nucleo di perla
2. Composizione della fase
La componente inorganica del carbonato di calcio nelle perle appare principalmente nel sistema cristallino ortorombico come aragonite, con una piccola quantità che appare come calcite nel sistema cristallino trigonale e vaterite nel sistema cristallino esagonale. I minerali inorganici presenti nella perla non sono esattamente coerenti con i parametri cristallini dell'aragonite standard e gli ioni impuri possono avere un certo grado di sostituzione isotropa con il Ca2+ nel carbonato di calcio.
La fase del carbonato di tungsteno nelle perle viene determinata principalmente attraverso test e analisi con tecniche quali XRD, spettroscopia infrarossa e Raman. Le ricerche attuali indicano che la fase delle perle d'acqua dolce coltivate è principalmente l'aragonite, con alcune perle d'acqua dolce non lucide contenenti vaterite. La fase minerale principale delle perle coltivate in acqua di mare è l'aragonite, che può contenere una piccola quantità di calcite; la lucentezza superficiale diminuisce all'aumentare del contenuto di calcite. le perle coltivate in acqua di mare prodotte in Cina possono contenere anche tracce di idrossiapatite carbonata.
Tabella 1-2-5 Composizione delle fasi delle perle coltivate
| Articolo | Perle coltivate d'acqua dolce | Perle coltivate in acqua di mare |
|---|---|---|
| Fasi principali | (1) aragonite ortorombica (2) vaterite esagonale | (1) Aragonite ortorombica (2) Calcite trigonale |
3. Struttura
Le perle sono generalmente composte da un nucleo e da uno strato di perle.
Il nucleo si riferisce al nucleo della perla naturale, che è costituito da microrganismi, detriti biologici, grani di sabbia, lesioni, ecc. Il nucleo delle perle coltivate è un impianto artificiale nel nucleo - piccole perle provenienti da conchiglie o dal mantello di ostriche e vongole. Il mantello impiantato è mostrato nella Figura 1-2-64, mentre il nucleo della conchiglia è mostrato nella Figura 1-2-65.
Figura 1-2-64 La membrana esterna utilizzata per inserire il nucleo
Figura 1-2-65 Il nucleo della conchiglia rotonda di una perla di coltura nucleata
Lo strato di madreperla è la superficie che presenta una lucentezza iridescente e comprende tutte le perle non nucleate dall'interno verso l'esterno e la parte esterna al nucleo di una perla nucleata. È composta da carbonato di calcio (principalmente aragonite), materia organica (principalmente proteine della conchiglia) e acqua, presentando una struttura concentrica a strati o concentrica a raggiera. Una struttura stratificata distinta può essere osservata quando una perla viene tagliata o rotta, come mostrato nelle figure 1-2-66 e 1-2-67.
Figura 1-2-66 La struttura a strati concentrici dello strato di madreperla
Figura 1-2-67 La struttura concentrica a strati dello strato di madreperla (dopo la rottura)
La parte centrale delle perle di coltura non nucleate è il mantello, seguito da uno strato bianco o colorato, disposto in ordine dall'interno verso l'esterno come strati di perle, vedi figure da 1-2-68 a 1-2-71;
Figura 1-2-68 Struttura concentrica a strati dello strato di perle in perle coltivate non nucleate (1)
Figura 1-2-69 Struttura concentrica a strati di perle coltivate non nucleate (2)
Figura 1-2-70 Struttura concentrica a strati di perle connesse non nucleate (1)
Figura 1-2-71 Struttura concentrica a strati di perle di coltura non nucleate (2)
L'interno delle perle di coltura nucleate d'acqua dolce e delle perle di coltura d'acqua di mare è generalmente costituito dalla conchiglia (bianca), mentre l'esterno è costituito dallo strato di perle (nero), il cui colore è relativamente uniforme; si vedano le Figure 1-2-72 e 1-2-73.
Figura 1-2-72 Struttura delle perle di coltura nucleate (1)
Figura 1-2-73 Struttura delle perle di coltura nucleate (2)
(1) Microstruttura
Utilizzando strumenti come la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) per ingrandire e osservare lo strato di perle, è possibile osservare la struttura stratificata microconcentrica dello strato di perle: i cristalli di carbonato di calcio sono disposti come un mosaico a formare un singolo strato di perle, con proteine organiche dure presenti negli spazi vuoti dei cristalli di carbonato di calcio e tra i singoli strati dello strato di perle. Questa struttura può essere paragonata al lavoro di muratura in architettura, dove le proteine dure agiscono come il cemento e i cristalli di carbonato di calcio come i mattoni. Le dimensioni, la forma e la disposizione dei cristalli di carbonato di calcio influiscono direttamente sulla qualità delle perle; le immagini al SEM delle perle sono mostrate nelle Figure 1-2-74 e 1-2-75.
Figura 1-2-74 Struttura stratificata degli strati di perle (SEM)
Figura 1-2-75 Struttura superficiale degli strati di perle ad alta lucentezza (SEM)
La relazione tra la struttura dello strato di perle e la lucentezza è illustrata nella Tabella 1-2-11. Questa struttura stratificata altamente ordinata dello strato di perle è il motivo della sua elevata resistenza e tenacità.
Tabella 1-2-11 Relazione tra la struttura degli strati di perle e la loro lucentezza
| Tipi di perle | Perle ad alta lucentezza | Perle non lucide |
|---|---|---|
| Perle coltivate in acqua di mare | L'aragonite a scaglie pseudoesagonali o a blocchi piatti è disposta in modo molto ordinato; il centro dell'aragonite lamellare è convesso, il bordo è basso. L'accumulo di un sottile strato di perle mostra un effetto ritmico ad anello. La dimensione media delle particelle di aragonite esagonale è di 1-8um e lo spessore è di circa 0,3-0,6um. | Il centro della superficie piatta dell'aragonite è concavo, mentre i bordi sono relativamente alti; la disposizione è spesso disordinata |
| Perle di coltura d'acqua dolce | I cristalli di aragonite sono ordinati e di dimensioni uniformi. L'aragonite esagonale con un diametro di 1-4um ha una superficie piatta e una sporgenza al centro. Lo spessore del microstrato di aragonite è di circa 0,2-0,4 um. | I cristalli di aragonite variano in forma e dimensione, da meno di 1 m a pochi micron; la parte centrale della scaglia di aragonite superficiale è concava; disordine nell'accumulo dei cristalli, struttura sciolta, spesso compaiono da pochi micron a decine di micron di buchi |
(2) Il meccanismo di formazione dello strato di madreperla.
La ricerca sul meccanismo di crescita dello strato di madreperla non è ancora completa e rimane controversa.
Attualmente, per quanto riguarda la deposizione dello strato di madreperla, si ritiene generalmente che la crescita dello strato di madreperla includa diversi processi principali: l'assemblaggio della matrice organica, la formazione iniziale della fase minerale, la nucleazione di singole piastrine di aragonite e la crescita delle piastrine di aragonite. Le fibre simili alla seta esistono allo stato di gel, pre-riempite nell'area di mineralizzazione; la chitina è orientata e controlla la crescita direzionale dei cristalli di carbonato di calcio. Durante il processo di mineralizzazione, la prima fase minerale che si forma è il carbonato di calcio amorfo colloidale (ACC) e i cristalli si sviluppano sul carbonato di calcio amorfo. Le macromolecole acide svolgono un ruolo regolatore durante la crescita dei cristalli.
Per quanto riguarda le due modalità di crescita dell'impilamento e dell'epitassia nello strato di perle, vengono utilizzate principalmente la teoria del ponte minerale e la teoria del template.
La teoria del ponte minerale suggerisce che i cristalli di aragonite continuano a crescere attraverso i pori delle placche di materia organica tra i diversi strati perliferi. Ogni cristallo di aragonite appena nucleato cresce verticalmente lungo la direzione della membrana esterna finché non incontra la matrice interstrato di un altro strato, a quel punto la crescita verticale si arresta. Successivamente, le placche crescono lateralmente per formare nuove placche. Una volta che la placca in crescita incontra i pori della matrice interstrato della placca superiore adiacente, passerà attraverso i pori come un ponte minerale, permettendo a nuove piccole placche di continuare a cristallizzare. Rispetto alla placca inferiore, questa nuova placca ha un offset laterale. Man mano che le placche più vecchie crescono lateralmente, si formano altri ponti minerali tra le nuove placche, con conseguente crescita simultanea di placche in più punti.
La teoria del modello prevede che la materia organica solubile possa fornire un modello per la cristallizzazione delle fasi minerali. Quando il ciclo di cristallizzazione di una certa faccia cristallina della fase inorganica corrisponde al ciclo strutturale della matrice organica con gruppi attivi, induce il cristallo a crescere lungo questa direzione della faccia cristallina, portando a una struttura direzionale ordinata del cristallo, cioè inducendo i cristalli di aragonite a nucleare lungo la direzione della faccia cristallina (001), ottenendo infine che tutte le placche di aragonite nello strato perlato abbiano il loro asse c perpendicolare al piano dello strato perlato. Inoltre, quando la materia organica solubile è presente in modo indipendente nella soluzione, si adsorbe selettivamente sulla faccia cristallina (001) dell'aragonite a causa della corrispondenza reticolare, inibendo così la crescita dei cristalli di aragonite nella direzione perpendicolare a tale faccia, con il risultato che i cristalli di aragonite formano una morfologia a piastra.
4. Caratteristiche della catodoluminescenza
L'intensità della luminescenza delle perle d'acqua dolce coltivate sotto eccitazione catodica aumenta con la tensione entro un certo intervallo. Tuttavia, una tensione elevata e prolungata può causare danni alla superficie delle perle a causa delle alte temperature.
Le perle coltivate d'acqua dolce e lo strato di madreperla d'acqua dolce emettono luce giallo-verde sotto l'eccitazione dei raggi catodici, mentre le perle coltivate d'acqua di mare, le perle coltivate d'acqua di mare trattate e le conchiglie d'acqua di mare generalmente non emettono luce, come si può vedere nelle tabelle 1-2-12 e da 1-2-76 a 1-2-79.
Figura 1-2-76 Caratteristiche di luminescenza catodica delle perle di coltura d'acqua dolce
Figura 1-2-77 Caratteristiche di luminescenza catodica dello strato di madreperla d'acqua dolce
Figura 1-2-78 Le perle coltivate di acqua marina bianca non emettono luce sotto l'eccitazione dei raggi catodici匚
Figura 1-2-79 Perle coltivate in acqua marina nera sottoposte a eccitazione catodica
Tabella 1-2-12 Caratteristiche di catodoluminescenza di perle coltivate e perle trattate in modo ottimizzato
| Tipi | Colore | Colore catodoluminescente | Osservazione microscopica in catodoluminescenza |
|---|---|---|---|
| Perle coltivate d'acqua dolce | Bianco, rosa, arancione, viola | Giallo-verde | Struttura densa, lucida, brillante e uniforme |
| Perle di coltura d'acqua dolce | Bianco, marrone | Giallo-verde | La struttura è uniforme, densa e lucente, con anelli visibili e struttura stratificata, con una luminosità intensa. |
| Perle coltivate in acqua di mare | Nero, grigio, giallo, bianco | Non luminoso | La struttura è uniforme e densa, brillante e lucente, con fasci visibili di riflessione blu-viola. |
| Strato di madreperla dell'acqua di mare | Bianco | Non luminescente | La struttura è uniforme e densa, con fasci di raggi visibili che riflettono la luce blu e viola. |
5. Meccanismo di colorazione del corpo
Il meccanismo della colorazione del corpo nelle perle è relativamente complesso e manca di una comprensione unificata. Nelle perle, matrici organiche e pigmenti strutturalmente diversi sono distribuiti all'interno del carbonato di calcio inorganico e questi pigmenti vari e complessi possono esibire colori singolarmente o in combinazione con ioni metallici. Per le diverse perle, i meccanismi di colorazione del corpo includono principalmente due concetti: la colorazione delle porfirine e la colorazione dei carotenoidi.
5.1 Colorazione delle porfirine
Studi sperimentali a sostegno di questa comprensione indicano che la tonalità e la lucentezza del colore del corpo delle perle sono fluorescenti. Il colore del corpo delle perle è causato dal pigmento proteico porfirina e dagli elementi metallici che inducono i colori fluorescenti. La combinazione di porfirina e metalli è chiamata corpo porfirico. Diversi tipi di metalli combinati con la porfirina danno luogo a colori diversi; variando il contenuto di porfirina si ottengono sfumature diverse. L'analisi fluorescente, colorimetrica e il trattamento quantitativo della porfirina nelle perle di diversi colori mostrano che le perle colorate hanno un contenuto maggiore. Al contrario, quelle bianche ne hanno meno e le perle di bassa qualità con scarsa lucentezza ne hanno ancora meno.
Il contenuto di ioni di oligoelementi delle perle colorate è generalmente più alto di quello delle perle bianche, il che indica che gli ioni metallici inorganici possono avere una relazione corrispondente con la formazione del colore delle perle; anche il contenuto di materia organica delle perle colorate è più alto di quello delle perle bianche, e si ritiene generalmente che gli ioni metallici inorganici possano formare un qualche tipo di relazione di coordinazione con le molecole organiche. Quando gli oligoelementi presenti nelle perle entrano nel centro del nucleo della porfirina e formano complessi stabili, le perle di diverso colore corrispondono a diversi corpi porfirinici. Pertanto, il colore del corpo delle perle è determinato dagli effetti combinati di questi ioni e dagli effetti combinati dei corpi porfirici metallici.
Alcuni studi suggeriscono che i pigmenti organici presenti nelle perle nere coltivate in acqua di mare provengano dalle cellule epidermiche dell'ostrica perlifera e siano legati a proteine organiche solubili; questo pigmento potrebbe essere la porfirina. Le perle nere di Taqi Di e le perle maculate grigio-nere della Cina sono colorate da pigmenti organici e si ritiene generalmente che gli spettri di luminescenza a 617 nm e 676 nm indichino la presenza di porfirina.
5.2 Pigmentazione dei carotenoidi
I carotenoidi sono i pigmenti organici composti più comuni sintetizzati dalle piante e dai batteri naturali. Sono stati scoperti più di 600 tipi di carotenoidi, ampiamente presenti in animali, piante e microrganismi e sono anche uno dei principali coloranti alimentari naturali. La struttura e la funzione dei carotenoidi sono molto complesse e il g -g-carotene è il loro principale pigmento.
I carotenoidi sono stati trovati nello strato di madreperla di perle e conchiglie d'acqua dolce coltivate in Cina. I picchi Raman organici dei diversi colori delle perle d'acqua dolce sono 1120 cm.-1, 1132cm-1, 1526cm-1, 1132cm-1 e 1527 cm-1 sono causati dai tipici pigmenti carotenoidi a doppio legame coniugato all-trans, mentre 1132cm-1 appartiene alla vibrazione di stretching del legame singolo C=C (V2), 1527cm-1 appartiene a C=C la vibrazione di stretching dei doppi legami (V1), il debole picco Raman di 1020cm-1 (V3) può essere causato dall'oscillazione in piano del gruppo metilico laterale nella molecola del pigmento, mentre il picco di 1296cm-1 può essere correlato al gruppo metilico laterale della molecola. Con il passaggio del colore da chiaro a scuro, l'intensità del picco Raman della materia organica cambia regolarmente da debole a forte, come mostrato nella Figura 1-2-81. Il cambiamento di colore delle perle d'acqua dolce coltivate dipende dalla quantità di carotenoidi presenti nelle perle. La concentrazione di carotenoidi nelle perle chiare è bassa, mentre quella nelle perle scure è alta.
Inoltre, il contenuto di elementi metallici come Mn, Mg, Zn, Ti e V è relativamente alto nelle perle colorate, che possono svolgere un ruolo significativo nella colorazione; con l'aumento graduale del contenuto di oligoelementi come il Mn, anche il colore delle perle diventa più scuro.
