19世紀後半から20世紀初頭にかけて、自然科学は大きな飛躍を遂げた。宝石学の成熟により、天然宝石の価値を高めるために人工的に宝石を強化する研究が学問分野となった。

人々の理解は原子レベルにまで及び、鉱物の構造、さらには量子論を用いて宝石の色、透明度、その他の物理的特性を説明するようになった。鉱物と宝石の色の起源を分析することは、巨視的な領域から微視的な領域へと移行し、宝石の最適化に様々な関連分野から新しい技術、機器、方法が導入された。

1904年、アメリカの学者M.ボイヤーは、20世紀初頭の宝石の最適化の状況を紹介し、その著書 "Precious Stones" の中で貴重な詳細情報を提供した。この本には、スモーキークリスタルやジルコンを退色させ、アメジストをシトリンに、イエロートパーズをピンクに、ピンクカルセドニーを赤に変色させる加熱方法が記載されていた。

1958年、北京玉廠はメノウ染色技術の研究を開始し、メノウを赤、緑、青、黒に染色する実験を完了し、量産に入った。2000年以降、高温高圧で色が変化するダイヤモンド、ベリリウムを含む拡散性サファイア、集合翡翠、集合ネフライトが国内市場に出回り始めた。現代の宝石の最適化研究には、4つの顕著な特徴がある。

(1) 宝石の最適化における照射法の応用。

X線、γ線、そして多くの放射性物質による方法は、物理学における宝石の加工を最適化するための新しい分野を提供した。照射された宝石は、市場でますます一般的になってきている。

1904年、イギリスのW.クルークスはラジウムを媒体としてダイヤモンドに放射線を照射し、緑色に変化させた。Doelterは1909年、放射性放射線によって生成される色の中には、強い光の下で色を失うものがあることを指摘した。無色の蛍石は放射線を照射すると紫色になり、ピンクトパーズは放射線を照射すると退色しやすいオレンジイエローになり、加熱によって退色が促進されることにも言及している。

近年では、ダイヤモンドをイエロー、ピンク、ブルーに変化させたり、無色の結晶を照射によってスモーキーやパープルに変化させるなど、製品の色をコントロールできる新しい照射方法が登場している。また、トルマリン、アクアマリン、ベリル、長石、方解石、スポジュメンなど、照射によって色を変えられる宝石の種類も増えている。

(2) 加熱処理方法の更新

1976年、スリランカのゲウダ産の半透明の乳白色コランダムが、加熱処理法によって美しいブルーサファイアに改善された。この宝石最適化処理の成功は、加熱処理法に新たな活力を吹き込んだ。その後、無色や淡色のサファイアを熱処理して黄色やオレンジイエローなどにする方法や、色を加えたり星明かりのような効果を出したりする拡散法へと広がっていった。

1979年、タイ人は商品価値のあるルビーとサファイアの熱処理技術を習得し、くすんだ色のサファイアを美しいブルーサファイアに改良した。市場に出回っているルビーやサファイアのほとんどは、熱処理の産物である。熱処理はほぼすべての種類の宝石に適用でき、さまざまな酸化還元条件をコントロールすることで、宝石の色を効果的に改善することができる。

近年、2〜3年おきに国際的に宝石の研究が飛躍的に進み、75%のカラーストーンが市場に出回るようになり、コランダムルビーやコランダムサファイアなど、80%前後のカラーストーンが人工的に最適化される現象が起きている。

(3) 複数の治療法の併用

宝石の最適化プロセスでは、宝石の品質を向上させるために複数の処理方法が使用されることが多い。例えば、翡翠は漂白、充填、染色され、一般的にBグレードまたはCグレードの製品として知られています。この全工程で、翡翠の構造と透明度、そして色の両方が変化します。拡散法は、サファイア、トパーズ、トルマリン、その他の宝石の色を強化するために一般的に使用されますが、1回の拡散の深さは非常に浅いので、宝石の色の濃度と深さを強化するために、複数の拡散処理が使用されることがよくあります。充填処理は、構造的にルースターコイズに一般的に使用されますが、充填の過程で染色され、宝石の色と安定性の両方が向上します。

(4)色を強調する宝石の新しい方法は常に出現している。

カラーストーンのための新しい手法や技術は常に登場し、急速に発展し、ますます洗練され、頻繁に変化している。

旧来の手法の刷新と新しい手法の出現が、この時期の宝石の最適化処理の新たな特徴となっている。世界の宝石の人工最適化処理分野の研究の現状を見ると、宝石の最適化処理には3つの発展傾向がある：

宝石の人工最適化処理の研究と生産は、宝石の識別と加工と同様に、徐々に重要な地位を獲得している。天然宝石に対する人々の需要と実際の供給との間の矛盾を緩和することができるように、宝石の改良の種類と品種も徐々に増加している。一方、人工的な手段を通じて宝石の美的および経済的価値を高めることはまた、重要な経済的利益を生成し、宝石市場の発展を促進することができます。

最新の分析技術を駆使して、宝石の結晶構造、結晶化学、発色メカニズムに関する理論的研究を強化し、宝石の人工最適化処理の理論的基礎を提供する。

宝石の人工最適化処理の対象が大幅に拡大し、ほぼ全品種が含まれるようになった。近年、宝飾品市場では、人工最適化処理技術やプロセスの向上により、カラーストーンの品種が多様化しています。

21世紀になってから、宝石を最適化する手段や方法は増え続けている。グリーン・ベリルをブルー・アクアマリンに、無色のトパーズをブルー・トパーズに、無色のダイヤモンドをイエロー、グリーン、ブルー、ピンク・ダイヤモンドなどに変えることができる。最近では、熱処理によって低品質のコランダムをブルーやオレンジのサファイアに変える技術も普及している。国際市場で販売されているカラーストーンのうち、80%が最適化されたと報告されており、ルビーやサファイアなどコランダム系の最適化は80%を超える。改良された宝石の中には、経年変化しない安定した色を持つものもあり、天然物と同等の価値が認められている。

最適化された宝石は市場に繁栄をもたらしたが、同時に弊害ももたらした。一部の業者は、最適化された宝石を天然のものと偽って消費者を騙し、宝石市場に関して消費者の間にパニックを引き起こしている。そのため、販売業者と最適化された宝石の管理を強化し、国家基準に従って市場に出回る宝石の名称を厳格に定め、最適化された宝石にラベルを付けることで、消費者の信頼を獲得し、宝石市場の健全な発展を促進する必要がある。