Topazio azzurro grazie ai raggi X: l’Unical guida una scoperta rivoluzionaria per gemme autentiche e sostenibili

RENDE – Un team internazionale di ricercatori, coordinato dall’infrastruttura di ricerca STAR dell’Università della Calabria, ha ottenuto per la prima volta la trasformazione di un topazio incolore in una gemma azzurra impiegando esclusivamente raggi X prodotti da un sincrotrone. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Physica B: Condensed Matter, rappresenta un importante passo avanti nel campo dei trattamenti gemmologici, ma apre anche nuove possibilità nel settore della scienza dei materiali e dell’ottica avanzata.

L’esperimento è stato realizzato presso la linea di luce DXRL di Elettra-Sincrotrone Trieste, una delle infrastrutture più avanzate in Europa per lo studio dei materiali mediante irraggiamento a raggi X. La regia scientifica è stata affidata al gruppo di lavoro dell’Università della Calabria, attraverso la piattaforma STAR (Scientific and Technological Advanced Research), fiore all’occhiello del Polo Tecnologico dell’ateneo calabrese.

«Quello che abbiamo dimostrato – spiega il fisico Raffaele Agostino, responsabile di STAR – è che il colore di un minerale non dipende solo dall’intensità delle radiazioni, ma dal modo in cui il reticolo cristallino reagisce generando difetti stabili. Non ci limitiamo più a descrivere il fenomeno: iniziamo a comprenderne i meccanismi, e questo ci permette di progettare trattamenti mirati e sicuri anche per altri materiali».

Una nuova tecnica per gemme autentiche e sostenibili

Tradizionalmente, l’industria della gioielleria ottiene le tonalità blu del topazio tramite trattamenti complessi e ad alta energia (neutroni, elettroni o raggi gamma), che richiedono infrastrutture costose e precauzioni radiologiche. Ora, invece, il team guidato dall’Unical ha dimostrato che è possibile ottenere lo stesso risultato con una tecnica più accessibile e sicura: un irraggiamento controllato con raggi X intensi, seguito da un riscaldamento a 260 °C per stabilizzare il colore.

L’irraggiamento genera difetti di Frenkel, microscopiche imperfezioni nella struttura del cristallo, che danno origine ai “centri di colore” responsabili della colorazione azzurra. Il colore ottenuto si è dimostrato stabile per oltre tre anni a temperatura ambiente. Per il gemmologo Giuseppe Elettivo, coinvolto nello studio, si tratta di una svolta etica e sostenibile: «Questa tecnica consente di valorizzare gemme naturali senza alterarne la struttura chimica e senza ricorrere a trattamenti pericolosi. È una via tracciabile e affidabile, che può diventare punto di riferimento per l’intera filiera della gioielleria».

I risultati dello studio vanno ben oltre il mondo delle gemme. La capacità di indurre e stabilizzare difetti elettronici controllati in un materiale cristallino rappresenta una prospettiva promettente anche per la scienza dei materiali, l’ottica non lineare, e persino per lo sviluppo di nuovi sensori e dispositivi elettronici.

Il progetto è stato realizzato con la collaborazione di Università di Bari, Graz University of Technology (Austria), Elettra-Sincrotrone Trieste, Consorzio europeo CERIC-ERIC, a dimostrazione di un ruolo centrale dell’Università della Calabria nella ricerca scientifica europea, in settori chiave per l’innovazione tecnologica.

Grazie all’infrastruttura STAR, l’Università della Calabria si conferma tra le eccellenze accademiche italiane nel campo della fisica dei materiali, capace di coordinare progetti complessi, multidisciplinari e con impatto internazionale. Un esempio concreto di come il Sud possa guidare la frontiera dell’innovazione scientifica, contribuendo a trasformare scoperte di laboratorio in soluzioni reali, sicure e sostenibili.