供稿人：深圳市珍珠協會顧問 李昕
近期，由中國地質大學(武漢)珠寶學院李妍教授帶領有機寶石研究團隊，在新型空心陶瓷核珍珠研究領域取得了重大突破。其研究成果論文“Unravelling the Luminescence Spectrum of Novel Ceramic Nucleus Cultured Pearl and the Cause of Its Strong Luster”已在國際知名學術期刊《Scientific Reports》發表，該論文的第一作者為蘇晴，通訊作者為李妍教授。深圳市珍珠協會對此高度關注。
李妍教授作為協會特邀專家，在寶石及材料工藝學、礦物學等領域有著深厚的研究功底，李教授本科和碩士就讀于中國地質大學(北京)珠寶學院，后獲國家留學基金委資助赴英國倫敦大學深造，取得材料科學博士學位，并于2017年加入中國地質大學(武漢)任教。在此次創新性研究中，李妍教授帶領研究團隊(包括本科生蘇晴、博士生邵衛和湯凡渺等)針對珠寶市場新出現的特殊養殖珍珠展開了系統研究。該新型珍珠與日本Akoya珍珠具有相似特征，但呈現出更為強烈的光澤效應(圖1)。研究團隊運用多學科交叉的研究方法，對這一新型珍珠的成因機制和鑒定特征進行了深入探究。
在珍珠價值評估中，光澤占據著極為重要的地位。新型珍珠的強光澤特質，使其有望成為高品質珍珠的新成員。然而，僅從外觀難以將其與普通珍珠區分，且強光澤成因不明。為攻克難題，研究團隊運用X射線熒光光譜(EDXRF)、三維熒光光譜、紫外可見反射光譜及掃描電子顯微鏡(SEM)等技術，對新型與普通養殖珍珠進行系統表征(圖2，3)。經檢測，確定該批珍珠是以空心陶瓷珠為核的海水養殖珍珠，推測采用空心陶瓷珠是為調節密度接近傳統貝殼核心密度。
圖1 (a-b)空心陶瓷核珍珠與切開后橫截面的樣品照片；(c-d)普通Akoya珍珠與切開后橫截面的樣品照片
圖2 論文研究思路
圖3 新型養殖珍珠(a-e)與不同種類的普通珍珠(f-i)樣品照片
紫外可見反射光譜測試表明，空心陶瓷核珍珠的紫外可見反射光譜與Akoya珍珠高度相似，未顯示出有機色素引起的特征吸收峰，不具備鑒定特征。而EDXRF分析譜圖顯示該種新型養殖珍珠具有典型的海水珍珠元素特征，同時在其珠層區域檢測到了普通Akoya及其他類型養殖珍珠中均未檢出的Zr元素特征峰(圖4)。后續對切開的珠核成分的檢測證實，Zr元素源于其空心陶瓷核材料，此特征為無損鑒別提供了重要依據。同時，三維熒光光譜分析進一步揭示，空心陶瓷核珍珠的熒光中心位置與Akoya珍珠一致，但其熒光強度顯著低于Akoya珍珠。上述獨特的光譜特征共同構成了識別空心陶瓷核珍珠的關鍵科學證據。綜上所述，鑒別新型養殖珍珠的測試手段主要為EDXRF和三維熒光光譜兩種。
圖4 X射線熒光光譜圖：(a)陶瓷核珍珠；(b)普通珍珠
針對空心陶瓷核珍珠呈現的強光澤現象，研究團隊將其與外觀相似但光澤相對較弱的Akoya珍珠進行了珍珠層結構的顯微對比分析。SEM觀察表明，Akoya珍珠的珠層厚度雖大于空心陶瓷核珍珠，但其珠層與貝殼珠核之間的結合界面相對脆弱，易發生層核分離。相比之下，空心陶瓷珠核具有大顆粒結構和更高的表面粗糙度，顯著增強了珍珠層與珠核之間的機械嵌合強度，使其在外力作用下不易分離。此外，空心陶瓷核珍珠表面文石晶體呈現清晰、相對平坦的六角形形態，規則度高且裂縫較少；其珠層橫截面的文石片層排列亦展現出更高的致密性、均勻性和有序度，優于普通的Akoya珍珠樣品(圖5)。綜上所述，雖然陶瓷空心核珍珠的珠層薄于Akoya珍珠，但是其層核結合度比普通Akoya珍珠更高，具有更強的光澤。珍珠層的厚度與珍珠的培育時間有關，這表明使用空心陶瓷作為核心可以在較短的生長周期內生產出光澤更強的珍珠。
圖5 空心陶瓷核珍珠和Akoya珍珠的SEM圖像：(a-c)層核交界處；(d-e)珠層表面結構；(g-i)珠層橫斷面結構
該研究明確了陶瓷空心核養殖海水珍珠區別于傳統Akoya珍珠的關鍵鑒定特征組合：(1) 對珠層的EDXRF檢測中出現的強Zr元素；(2) 與Akoya珍珠相同的三維熒光光譜中心但較低的熒光強度。這為新型空心陶瓷核珍珠的檢測提供了科學、可靠且多維度的無損鑒別依據。同時，研究首次系統闡釋了空心陶瓷核珍珠強光澤的科學機理：關鍵在于空心陶瓷珠核與珠層高度結合及高有序度珍珠層微觀結構。該發現證實了空心陶瓷材料作為珠核的可行性與顯著優勢：能夠在相對較短的培育周期內產出強光澤的海水珍珠。這為提升養殖珍珠品質和生產效率提供了創新性的技術路徑，對珍珠養殖產業具有重要的潛在應用價值和革新意義。
論文鏈接：https://www.doi.org/10.1038/s41598-025-05370-w
深圳市珍珠協會自成立以來，始終致力于推動珍珠產業的創新發展。一直關注科研對實業的引領作用，積極搭建產學研交流平臺。協會多次組織會員企業參與科研成果轉化活動，鼓勵企業將新的研究發現運用到實際生產與產品創新中。
在深圳市協會舉辦的行業交流會議中，曾邀請業內專家探討珍珠品質提升方向，為李妍教授團隊開展相關研究提供了市場需求導向。深圳市協會也積極協助研究團隊獲取研究樣品，此次研究所用部分樣品就由日本寶石學實驗室的Masaki Furuya先生提供，而這背后也離不開協會在國際資源協調方面的助力。
深圳市珍珠協會涂興財會長表示：“李妍教授團隊的研究成果對珍珠產業意義重大，能幫助企業更準確鑒定新型珍珠，理解其強光澤機制，有利于開發出更具競爭力的產品。深圳市珍珠協會未來將繼續支持此類科研項目，期望定期邀請李妍教授赴深圳珍珠協會開展學術科普講座，推動科研成果落地深圳，促進深圳珍珠產業高質量發展。”
隨著科研成果的不斷涌現和深圳市珍珠協會的持續推動，相信中國珍珠產業將在技術創新與市場拓展方面取得更大突破，迎來新的發展機遇。
