Между тем продолжались работы по выращиванию и исследованию гранатов. Йодер еще раз синтезировал гроссуляр. Д. М. Рой и Р. Рой уточнили состав и свойства кристаллов в ряду гидрогроссуляров. Кристоф Мишель-Леви вырастила спессартин и гроссуляр. Л. Кос получил андрадит. И опять Йодер… И опять Мишель-Леви… На гранатовую рыбку была заброшена такая широкая сеть с такими мелкими ячейками, что она не могла не попасться. И она попалась! В 1951 году вездесущий Йодер в содружестве с М. Л. Кейтом совершили открытие, последствия которого трудно переоценить.
Началось с того, что с помощью химического анализа в гранате спессартине некоторых месторождений был обнаружен иттрий — металл, занимающий 39-ю клетку в таблице Менделеева. Как же этот редкий элемент попал в спессартин? Оказывается, он заместил часть марганца; при этом часть кремния заместилась алюминием. Иодер и Кейт подумали: а что, если марганец и кремний совсем убрать из граната? Не получится ли новый минерал, целиком состоящий из иттрия и алюминия?
В 1951 году в журнале Американского минералогического общества появилась статья с описанием свойств нового соединения. Юный гранат оказался лучше природных собратьев: твердость 8,5 по Моосу (между топазом и рубином), показатель преломления 1,835, дисперсия 0,032 (близка к алмазной). Свое детище Йодер и Кейт назвали иттрогрантом. Однако в мировой научной литературе имя не привилось. С непонятным упорством все исследователи называют его очень длинно — иттриево-алюминиевый гранат. Если оставить только инициалы, то получится более удобная форма — ИАГ. Так мы и будем именовать его.
Восхитившись свойствами ИАГ, ученые взялись за его выращивание. Они надеялись, что минерал, рожденный в лаборатории, будет расти охотнее, чем природные гранаты.
Из всех методов синтеза первым был опробован гидротермальный. Опыты проводили в автоклавах, разделенных дырчатыми диафрагмами на три зоны. В нижнюю зону насыпали порошкообразный оксид иттрия, в средней зоне подвешивали затравочные кристаллы, а в верхней зоне укладывали куски корунда. Автоклав доверху наполняли водным раствором углекислого калия и плотно завинчивали крышку. Затем верхнюю и нижнюю зоны нагревали до температуры 800, а среднюю — до 770 кельвинов. При этом давление внутри автоклава поднималось до 100 мегапаскалей, и затравки начинали разрастаться. Но росли они очень медленно — 0,05 миллиметра в сутки. Такие черепашьи темпы никого не устраивали.
Тогда ученые обратились к пегматитовым процессам, в результате которых, как мы знаем, растут крупные кристаллы. Методом проб и ошибок они нашли тройную смесь, которая плавится при температуре 704 кельвина. В расплаве может раствориться до 15 процентов ИАГа. Поскольку расплав агрессивен по отношению ко многим металлам, то опыты вели в платиновом тигле.
Тигель с загруженной шихтой установили в шахтную печь и подняли температуру до 1700 кельвинов. Выдержали расплав некоторое время, чтобы все компоненты хорошенько перемешались. Затем начали медленно охлаждать печь. В какой-то момент расплав оказался пересыщенным по отношению к ИАГ, который всплывал на поверхность (из-за меньшей плотности) и кристаллизовался. Типичный пегматитовый процесс!
Но как из расплава извлечь кристаллы граната? Представьте себе экспериментатора (симпатичная хрупкая женщина в легком цветастом платье, чем-то похожая на бабочку) и лаборантов (два здоровенных парня, нечто среднее между боксерами-тяжеловесами и цирковыми силачами). Под четырехугольным вытяжным зонтом, исходя зноем, стоит печь размером в половину человеческого роста.
— Приготовились! — тонким, но решительным голосом командует экспериментатор, едва перекрикивая шум вентиляции.
Боксеры-тяжеловесы уходят в угол комнаты и натягивают поверх мускулов грубые брезентовые штаны и куртки. Головы они защищают кожаными шапками-ушанками, глаза — темными очками, руки — асбестовыми рукавицами. Сейчас они более всего напоминают тяжелых носорогов перед атакой.
— Начали!
Первый лаборант придвигает к печке массивную изложницу (нечто вроде мелкого каменного корыта). Второй лаборант длинными щипцами снимает с печи крышку. Свыше тысячи кельвинов выплескиваются в комнату ярким светом и палящим жаром. Наступает решительная минута. Непонятно, как лаборанты извлекут из этого вулкана платиновый тигель с расплавом…
И в это мгновение экспериментатор, словно бабочка, подпархивает к огненному зеву и длинными щипцами выхватывает тигель. Кажется, что яростное пламя опалило тонкие крылышки и бабочка погибла. Зашипел, запенился расплав, подергиваясь тончайшей черной корочкой. А экспериментатор уже выбирает из него пинцетом округлые кристаллы и складывает в тигель. Затем тигель снова водворяется в печь, где кристаллы медленно охлаждаются. Их размеры достигают 3–5 сантиметров. Они чистые, прозрачные, сверкающие. Огранили такой камень и ахнули: он играл, словно бриллиант!
