這個藍寶石竟然是粉紅色的，怎回事？

文圖 / 薑穎

本文節選自《知識就是力量》雜誌

彩色寶石，被譽為從天上投入地心的「彩虹」 ，它擁有赤、橙、黃、綠、青、藍、紫等自然界的顏色。彩色寶石蘊含的色彩之美，有著任何物質及人工手法，如繪畫、攝影等都無法企及的天然藝術之美。而且你知道嗎，它們除了作為藝術品觀賞，還有很高的科技含量，在精工製造方面有許多獨特的應用呢！

今天我們就來了解一下礦物界的「姊妹花」——紅寶石與藍寶石究竟有哪些色彩上的科學秘密。

紅寶石成品

怎麼會有粉紅色的藍寶石？

紅寶石和藍寶石是剛玉礦物中兩個重要的寶石種。剛玉的主要成分是氧化鋁（Al2O3），由高密度鋁原子和氧原子聚合而成。它純凈時為無色，含有微量的鉻原子時則會傾瀉出嬌艷的深紅色光芒；若含有鈦原子和鐵原子時，則呈現出深邃耀眼的藍色光芒。

很多人以為紅寶石就是紅色的，藍寶石就是藍色的，但其實並不完全是這樣。紅色的被稱為紅寶石，其他顏色（黃、綠、白等）的被稱為藍寶石，包括粉紅色的也是藍寶石。

紅寶石原石

紅藍寶石硬度高，應用廣泛

紅藍寶石的硬度在自然界中排第二，僅次於鑽石。為什麼紅藍寶石硬度如此之高呢？原來，紅藍寶石是寶石級的剛玉，其特殊的性能取決於剛玉的微觀結構：一是剛玉在微觀層面上鋁—氧鍵鍵力很強，表現在巨集觀層面上的特徵就是硬度非常大，其摩氏硬度為9，僅次於鑽石，是自然界中第二硬的物質；並且其熔點高達2050℃，比鑽石高出許多。二是剛玉微觀晶體結構中氧離子和鋁離子緊密堆積，二者堆積得越緊密，其晶體巨集觀性能就越好。

剛玉結構中鋁氧離子的太空排布

正因為紅藍寶石具有這種獨特的晶體結構，所以除了硬度高外，還具有耐磨、化學穩定性和耐熱性好等優點，經常被用於製作一些精密儀器的配件。

在製表業中，紅寶石被用於製造夾板軸孔、防震器以及擒縱叉瓦等關鍵的部件。腕錶機芯裡的紅寶石不僅僅是一種裝飾，其作為表的軸承，可以大大降低摩擦力和損傷，從而起到保護腕錶關鍵部件的作用。

此外，這些紅寶石軸承還可以單獨進行更換和維修，大大降低了調試和維修的成本，提高了效率。

腕錶機芯中的紅寶石軸承

藍寶石晶體具有強度高、硬度大、耐沖刷、光學穿透性強等優勢，使其在LED襯底、集成電路襯底、光學視窗、醫療器械、軍用裝備等領域具有巨大的潛力，並逐漸成為消費電子市場的新寵，例如一些高端手機的螢幕和手錶的鏡面就使用了人工合成的藍寶石晶體。

iPhone使用人工合成的藍寶石晶體作為鏡頭表面的覆蓋材料

除了紅藍寶石，生活中的寶石還有很多其他品種，綠柱石家族最出色的成員祖母綠，色彩混搭高手碧璽......

它們都蘊藏著很多科學知識，如果你感興趣歡迎翻閱《知識就是力量》雜誌了解哦！

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