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진주에 숨겨진 과학적 현상은?
09/10/2018 19:17
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지난 1월 27일(목)~1월 28일(금)에 개최된 제16회 일본 국제보석전의 전문세미나중에 ‘진주의 등급제(최고품질로 평가되는 하나타마 진주)’에 대하여 일본 진주과학연구소장 고마쯔 히로시 박사가 강연한 내용을 정리한다.

진주의 평가에 있어서 광택(=테리)은 매우 중요한 요소이다.
진주의 광택은 진주만이 갖고있는 특수한 구조에 의하여 일어나는 현상으로, 그것에 대한 설명을 하고자한다.
또한 진주의 광택을 평가함에 있어 1) 위에서 빛을 빛추었을 때 일어나는 현상 2) 밑에서 빛을 빛추었을 때 일어나는 현상 (오로라 뷰어의 발견) 3) 특수유리(색선별 유리=다이크로닉 밀러)와 진주와의 관계에 대하여 해명하여 보자.
진주의 그레이딩(등급제) 중 최고품질로 평가되는 진주에는 하나타마 마크를 붙인다.

진주 표층부에서의 빛의 간섭현상(광택=테리) 진주에 있어서 간섭현상(Orient)이란 진주층 한층이, 0.3 미크론~0.5 미크론 으로 여러겹 쌓여 있는 구조에서 오는 현상을 말한다. 예를들어 비누방울과 공작의 꼬리색이 빛을 받아 일어나는 아름다운 무지개빛과 같다.
또한 진주층은 탄산칼슘(CaCo₃)과 단백질로 구성되어있는데 1)탄산칼슘의 결정층의 두께가 간섭색을 결정하며, 2) 결정층이 질서정연하게 잘 쌓여있는지가 간섭의 강함과 광택을 결정한다.

<사진1. 진주의 단면을 SAM으로 촬영한 사진(질서정연하게 쌓여있는 탄산칼슘과 단백질로 구성되어 있음을 알 수 있다. 일정한 진주층 두께에서 한층한층 얇게 쌓여있는 진주는 광택이 좋다.>
<사진2. 진주층의 단면>
<사진3. 진주층과 광택의 관계>
또한 진주층이 평평하게 잘 쌓여져있으면 광택이 좋고 진주층이 평평하지 않게 쌓이면 광택이 좋지않다.

오로라 뷰어 오로라 뷰어는 일본 진주과학연구소가 개발한 감정 기자재로, 우리가 진주의 컬러나 광택을 볼 때, 일반적으로 위에서 비추는 낙사조명으로 보지만, 오로라 뷰어의 경우는 밑에서 광원을 비추어 진주의 간섭색의 컬러나 광택을 보는 방법이다.

<사진4. 오로라뷰어(일본 진주과학연구소 개발감정기자재)>
화이트계의 아코야진주와 그린계의 흑진주를 예를 들어 오로라 뷰어를 설명하여보자.


화이트계 아코야진주의 경우 <사진5. 광택이 좋은 화이트계의 아코야진주(빛이 위에서 비춰진 상태에서 핑크(그린의 색이 감도는)의 간섭색)가 오로라뷰어 상(빛이 밑에서 비춰진 상태)에서는 투과 보색현상에 의한 선명한 그린(핑크의 색이 감도는)의 간섭색으로 보인다.>

흑진주의 경우 <사진6. 광택이 좋은 그린계의 흑진주의 경우(빛이 위에서 비춰진 상태)에서 핑크가 감도는 그린의 간섭색이 보이는데, 오로라 뷰어 상에서도 이러한 간섭색이 하반구에 보인다. 이러한 현상은 흑색의 경우, 투과광이 없기 때문이다.

결론적으로 말하면, 오로라 뷰어로 화이트계 진주와 흑진주를 보면, 화이트의 진주는 투과 간섭색인 핑크색이 상반구에 보이게 되며, 그린계 흑진주의 경우, 투과광이 없으므로 하반구에 반사 간섭색인 그린색이 보인다.
따라서 화이트계의 진주는 밑에서 광원을 비추었을 때, 빛이 진주층을 통과한 투과의 간섭색이 보이는 것이며,흑진주의 경우는 밑에서 광원을 비추었을 때, 빛이 반사되어 간섭색이 보이게 되는 것이다.

<사진7>
이러한 현상이 왜 일어나는 지를, 구체적이며 과학적으로 설명하기 위하여, 특수거울인 다이크로닉 밀러(Dichroic Mirror=색선별 거울)를 예로 들어 설명하여 보자.

다이크로닉 밀러(Dichroic Mirror=색선별 거울)과 진주와의 관계 다이크로닉 밀러(색선별 거울)란 3개의 거울로 되어있는데, 굴절율이 다른 유도체의 다층막에 의한, 가시광선으로부터 청, 녹, 적의 3색을 각각 반사시켜 얻어내는 색분해거울을 말한다.
컬러TV, 컬러 복사기, 컬러 프린터,칼라 팩시밀러등에 널리 사용되고 있다.
20세기 최고의 발명이라고 하는 “칼라"의 시대가 열리게 된 것은 이러한 다이크로닉 밀러를 개발한 후에 이루어진 것이다.

<사진8. 다이크로닉 밀러>
다이크로닉 밀러 중, 블루(B)필터를 사용 백색광을 투과하였을 경우,붉은색(진주에 있어서 핑크)을 투과시키고 블루색(진주에 있어서 그린)은 반사시킨다. 이러한 현상은 투과광과 반사광과의 보색(진주에 있어서 핑크와 그린)을 나타내는 것이다.

<사진9. 다이크로닉 밀러(색선별 거울)>
이러한 현상과, 위에서 설명한 오로라 뷰어로 본, 진주의 오로라 현상을 접목시켜보고자, 진주패를 얇게 갈아 실험을 해보았다(진주패 중 진주층을 갈아 만든 것으로 진주패는 곧 진주와 같은 현상을 일으키기 때문이다.)

<사진10. 조개패(박판 2mm)>
진주패(화이트 계)를 얇게 갈아 만든 것으로 45˚각도로 백색광을 조사하면 반사광(오른쪽)은 블루계(진주에 있어서 그린)로 보이고 투과광(왼쪽)은 적색계(진주에 있어서 핑크)로 보인다. 이때 광택이 좋은 패는 선명한 색이 잘 나타나지만 광택이 나쁜 패로 만든 것은 색이 선명하지 않았다.
진주패에 빛을 비추어 보았더니, 위에서 설명한 다이크닉 밀러와 똑 같은 현상을 보였다.
다시말해, 진주의 아름다운 컬러는 자연이 만들어낸 거울인 것이다.
우리 인간들은, 20세기 최고의 걸작품이라고 하는 다이크로닉 밀러 를 탄생시켜 컬러TV 등 컬러시대를 만들었지만, 진주는 그 옛날부터 그 구조에서 기인하는 광택과 컬러 자체가 조개가 만들어낸 자연의 걸작품이었던 것이다.
이러한 모든 현상을 종합해보면, 진주의 생명은 광택에 있다라는 것에 착안하여 최고품질의 진주를 평가하는데, 눈으로만 평가하는 것이 아니라, 다음과 같은 감정시스템을 과학적으로 반영하고자 한다.

일본 진주과학연구소의 감정시스템
*테리(광택) 1)광택치가 최상인가를 평가(마스터 진주) 2)상반구 간섭색 최상(위에서 빛추어진 광원하에서 간섭색)인지를 평가 3)하반구 간섭색 최상 (오로라 뷰어로 본 간섭색)인지를 평가
*흠의 정도를 평가
*면의 깨끗한 정도를 평가
*형태(라운드~세미라운드)를 평가
*진주층의 두께를 평가
위의 품질 평가요소가 모두 최상일 경우, 최고품질(하나타마)로 평가되면 최고품질(하나타마) 마크를 진주감정서에 부착한다.
단, 진주감정에 있어서 1)진주층이 너무 얇아 내부의 핵이 보이는 진주는 제외
2)가공의 흠이 있어 착용시 후일에 문제를 크게 일으킬 소지가 있는 진주는 제외
3) 진주층의 파손 및 층이 깨짐이 인정되는 진주

위의 3가지 외에도 상품으로서 문제가 있는지를 검사해서 통과된 진주만 감정평가를 하게 되며 이에 대해 펄마크(Pearl Mark)를 붙인다.

※하나타마(花珠=화주=꽃주)라는 단어의 기원은 일본의 아코야진주 중 원주(조개에서 바로 꺼낸 상태,즉 가공을 하지 않은 상태의 진주) 중에서 최고의 품질을 갖고 있는 진주을 양식업자들 사이에서 “端珠=하나타마”라고 불렀던 것에 있다.
이렇게 불리워졌던 하나타마가 최고의 품질의 상징으로 현재 일본에서 진주의 등급을 정하는 감정시스템상, 최고품질범위에 있는 진주를 “하나타마 진주”라고 부르고 있다. 출처:쥬얼리 신문



하나타마 진쥬, 아코야진주, 펄마크
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