เบริลเลี่ยมเกี่ยวข้องกับอัญมณีได้อย่างไร?

     ปัจจุบันในวงการค้าและผู้สะสมอัญมณีได้พูดถึงสาร Berylium หรือที่ชื่อย่อว่าสาร "Be" เป็นคำศัพย์นิยามที่ใช้กันอย่างแพร่หลายจนคุ้นเคย และมักถูกมองในแง่สารเคมีที่ดูแปลกแยกออกไปจากอัญมณี แต่เรารู้ที่มาของนิยามเคมีตัวนี้รวมไปถึงเนื้อหาแก่นแท้ของมันบ้างหรือไม่? และมันมาเกี่ยวข้องกับอัญมณีของเราได้อย่างไร? หากท่านไม่ทราบ งั้นเราลองสละเวลามามองในเชิงลึกกันสักเล็กน้อยไหมครับ

"Be" คืออะไร : Be เป็นสัญลักษณ์ใช้แทนธาตุเบริลเลี่ยม ซึ่งเป็นธาตุโลหะเบา เลขอะตอมคือ 4 ธาตุบริสุทธิ์มีลักษณะเป็นโลหาสีเทา มีคุณสมบัติที่แข็งแต่เปราะหักง่ายและมีน้ำหนักเบา

ธาตุเบริลเลี่ยมกับอัญมณี มาเกี่ยวข้องกันอย่างไร?  ในธรรมชาติอัญมณีหลายชนิดเกิดจากสารประกอบของธาตุเบริลเลี่ยมในรูปแบบต่างๆ  ชนิดที่เราคุ้นเคยกันได้แก่

กลุ่มเบริล (Beryl) : เป็นสารประกอบ Berylium Aluminium Silicate (Be₃Al₂(SiO₃)₆)  ในกลุ่มนี้ประกอบด้วยอัญมณีหลากหลายสี ได้แก่ มรกต (สีเขียว) อะความารีน (สีฟ้า) เฮลิโอดอร์ (สีเหลือง) มอร์แกไนท์ (สีชมพู) บีซไบท์ (สีแดง) บราวน์เบริว (สีน้ำตาล) ผลึกของพลอยธรรมชาติในกลุ่มนี้มีรูปทรงแบบ Hexagonal




กลุ่มคริสโซเบริล (Chrysoberyl) : เป็นสารประกอบ Berylium Aluminium Oxide (BeAl₂o₄ ) พลอยในกลุ่มนี้ประกอบด้วย พลอยไพฑูรย์ธรรมดา ไพฑูรย์ตาแมว พลอยอเล็กซานไดรท์ (จ้าวสามสี) ผลึกของพลอยในกลุ่มนี้มีรูปทรง Orthorhombic     อัญมณีที่กล่าวมาล้วนเป็นอัญมณีธรรมชาติที่เราคุ้นเคย และมีมูลค่าในตลาดอัญมณี  เราไปเกี่ยวข้องคลุกคลีกับมันโดยที่เราไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามันเป็นสารประกอบของธาตุเบริลเลี่ยม  ขอยกตัวอย่างง่ายๆถ้าเราเพียงนำมรกต (Emerald) ไปตรวจวิเคราะห์หาสารเบริลเลี่ยม เราก็จะพบกับสารเบริลเลี่ยมอย่างแน่นอนล้านเปอร์เซนต์โดยไม่ต้องกังขา เพราะว่าพลอยมรกตนั้นคือสารเบริลเลี่ยมทั้งก้อนเลยครับ "ธาตุเบริลเลี่ยมกับคอรันดัม" มาสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันอย่างไร ?

     1. ตามธรรมชาติ : Be สามารถเข้าไปอยู่ร่วมกับแร่คอรันดัม (แซฟไฟร์ ทับทิม) ได้ในลักษณะในการเจือปนของแร่ธาตุใต้ธรณีในธรรมชาติ แร่ธาตุบนผืนพิภพล้วนอยู่ปะปนกัน แร่ชนิดหนึ่งอาจปะปนกับแร่อีกชนิดหนึ่งในฐานะของมลทินเจือปนและธาตุผ่าน (Inclusion/Transition Element)  ตัวอย่างพลอยแซฟไฟร์ก้อนดิบจากแหล่งอิลละกากะ (มาดากัสการ์) จังหวัดแพร่ (ไทย) บ้านห้วยทราย (สปป.ลาว) ศรีลังกา ฯลฯ ที่ถูกนำไปตรวจวิเคราะห์ต่างก็พบธาตุ Be เจือปนอยู่ในสัดส่วนที่แตกต่างกันไป นั่นแสดงว่าธาตุ Be ในธรรมชาติสามารถพบได้ในอัญมณีคอรันดัมในลักษณะของธาตุผ่านหรือมลทินเจือปน พึงตระหนักไว้ว่าการจะพบแร่คอรันดัมบริสุทธิ์ระดับรัอยเปอร์เซนต์เป็นไปได้ยากมากในธรรมชาติ  ด้วยคุณสมบัติของธาตุ Be มีน้ำหนักอะตอมเท่ากันกับ Al (Aluminium) จึงทำให้เข้ากันได้ (Compatible) กับธาตุ Al  เบริลเลี่ยมจึงเกิดร่วม (Incoperate) กับแร่คอรันดัมได้ตามธรรมชาติ การพบเบริลเลี่ยมในพลอยคอรันดัมจึงไม่ใช่เรื่องผิดปรกติ
     การเป็นธาตุเบาของBe ทำให้ตรวจจับได้ยาก โดยเฉพาะในสภาพธาตุผ่านของในคอรันดัม (การเป็น "Trace element" ตรวจจับได้ยากกว่าสารประกอบ) นอกจากนั้นปริมาณก็เบาบางมาก เพียง 2-3 ส่วนในล้านส่วนเท่านั้น ธาตุ Be จึงไม่ได้รับความสนใจหรือกล่าวถึงสักเท่าไรในทางวิชาการ
     2. จากอุตสาหกรรมอัญมณี : มีการใช้ธาตุเบริลเลี่ยมในการเร่งปฏิกริยาในการเผาพลอย  เพราะว่า Be มีจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าแร่คอรันดัม  เมื่อ Be ระเหิดกลายเป็นไอ (เราเรียกสภาพพลาสม่า) ในขณะที่คอรันดัมซึ่งทนความร้อนสูงยังคงสถานะเป็นของแข็ง ไอพลาสม่าของ Be จะกระจายความร้อนไปทั่วเบ้าบรรจุพลอย และทำปฏิกริยากับธาตุ Chromophore ที่มีอยู่ในตัวพลอยให้แสดงสีออกมา จึงทำให้เกิดพัฒนาการของสีที่สมบูรณ์ และมีความถาวรเหมือนกับอัญมณีธรรมชาติ ดังนั้นบทบาทของ Be คือตังเร่งปฏิกริยาที่เราเรียกว่า "Catalyst"  การปรับปรุงคุณภาพคอรันดัมด้วย Be ต้องทำในลักษณะเผาแบบ "Oxidizing Heating Process" คือการเพิ่มอุณหภูมิพร้อมๆกับการเติมมอ็อกซิเจนไปด้วย
     ต้องสรูปย้ำว่าเป็นหลักการใช้ความร้อนร่วมกับธาตุ Be เพื่อเร่งพัฒนาการสีในอัญมณีให้มีความสมบูรณ์

จุดกำเนิด Be Treatment : เทคนิคการปรับปรุงคุณภาพอัญมณีนี้ถูกค้นพบด้วยความบังเอิญโดยชาวไทยจันทบุรี (ปีพศ.2544) ที่สังเกตุว่าพลอย Chrysoberyl (ไพฑูรย์) ที่หลงปะปนอยู่กับพลอยคอรันดัม (แซฟไฟร์) ในเบ้าเผาพลอยได้ทำให้พลอยแซฟไฟร์มีพัฒนาการสีพลอยที่ดีขึ้น และมีเนื้อพลอยดูโปร่งใสมากขึ้นกว่าการเผาพลอยแบบธรรมดาอย่างไม่เคยมีมาก่อน  สูตรการเผาด้วยการเติมผงพลอย Chrysoberyl จึงถูกใช้ในการปรับคุณภาพพลอยแซฟไฟร์ ทำให้เพิ่มมูลค่าในอุตสาหกรรมอัญมณีซึ่งนำรายได้เข้าสู่ประเทศอย่างมาก แต่ต่อมาถูกโจมตีจากนักวิชาการชาวตะวันตก ด้วยข้อกล่าวหาว่าเป็นการย้อมสีพลอยแบบ "Diffusion"  คำว่า "Diffusion" นั้นหมายถึงการนำสารให้สี (รงค์วัตถุ) มาฉาบทาบนผิวอัญมณีแล้วใช้ความร้อนทำให้สีนั้นติดอย่างถาวรที่ผิวอัญมณี ชั้นสีนั้นเกาะอยู่บนพลอยเพียงชั้นตื้นๆไม่กี่มิลลิเมตรเท่านั้น ถ้าผิวสึกกร่อนจาการใช้งานหรือถูกเจียรนัยใหม่สีก็หลุดออกไป แต่เพราะว่าสีพลอยที่ได้ผ่านขบวนการนี้มีความเสถียรถาวรและกระจายสม่ำเสมอทั่วทั้งเม็ดเหมือนกับพลอยธรรมชาติทุกประการ นักวิชาที่โจมตีเลยเลี่ยงไปเพิ่มบัญญัติเสียใหม่ด้วยคำว่า "Bulk Diffusion" ที่แปลตรงตัวว่า "การย้อมไปทั้งก้อน" ซึ่งไม่ตรงกับความเป็นจริงแต่อย่างใด  ประเทศไทยได้ส่งหนังสือทักท้วงเรื่องคำศัพท์ไปยังสถาบันดังกล่าวแต่ก็ได้รับการเพิกเฉย

ข้อโต้แย้ง : ข้อโต้แย้งต่อการกล่าวหาเรื่องย้อมสีคือ

ประการแรก เบริลเลี่ยมไม่มีสี และไม่ใช่รงค์วัตถุ

ประการที่สอง สีของพลอยเกิดจากตัวมันเอง พลอยนั้นจะต้องมีธาตุผ่าน (Transition Element/Chromophore) แฝงอยู่ภายในตัวพลอย ส่วน Be เป็นตัวกระตุ้นให้ธาตุสีในพลอยที่มีศักยภาพได้แสดงตัวออกมาอย่างชัดเจน ถ้าในตัวพลอยไม่มี Chromophore แล้ว การใช้ Be เป็นตัวเร่งปฏิกริยาก็ไม่มีประโยชน์อะไร เน้นย้ำอีกครั้งว่าพลอยนั้นต้องมีศักยภาพของเชื้อสีอยู่ภายในเท่านั้น สีไม่ได้เกิดจากสารBe  ถ้าทดลองนำคอรันดัมบริสุทธิ์ 100% ตัวอย่างแผ่นแซฟไฟร์สังเคราะห์จากหน้าปัดนาฬิกาซึ่งปราศจาก Chromophore ใดๆเจือปนอยู่เลย ไปลองเผาร่วมกับ Be ก็ไม่มีผลลัพธ์ให้เกิดสีแต่อย่างใด

ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อน และ รากเง้าแห่งความไม่รู้

     ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนของผู้คนในแวดวงอัญมณีที่มีต่อสาร Be นี้ ล้วนเกิดจากการขาดโอกาสรับข้อมูลที่ถูกต้องตรงไปตรงมา การขาดข้อมูลรอบด้านอย่างองค์รวม (Well-round Information) มีประเด็นที่น่าสังเกตุคือบทความทางวิชาการที่เสนอโดยชาวตะวันตกล้วนเสนอแนวคิดคล้อยไปในทิศทางเดียวกัน คือเสนอข้อมูลในแง่มุมเดียว บอกข้อมูลแต่ไม่เปิดเผยจนหมด กั๊กข้อมูลในเชิงลีก มีการใช้บัญญัติศัพท์ "Bulk Diffusion" ซึ่งคลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง ทำบทวิเคราะห์ที่ลำเอียง (Criticsm of Bias) ด้วยตรรกะไปในทิศทางความเชื่อของตน  ตามปรกติคนไทยมักให้เครดิต ให้ความนับถือกับนักวิชาการชาวตะวันตกเหล่านั้นอยู่แล้ว จึงมักไม่ค่อยตั้งคำถามหรือไปย้อนแย้งโต้ตอบ นั่นทำให้ประเทศไทยเสียผลประโยชน์ทางการค้า แทนที่นวัตกรรมของไทยจะได้จดลิขสิทธิ์เป็นสินทรัพย์ทางปัญญาแต่เรากลับถูกโจมตีและกีดกัน เราพอรวบรวมประมวลสาเหตุของความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนซึ่งเกิดจากพวกนักวิชาการโลกตะวันตกดังกล่าวได้ดังต่อไปนี้

     1. เสนอเฉพาะข้อมูลที่ว่า Be คือสารเคมีที่ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอัญมณีเท่านั้น แต่ไม่ได้บอกให้เรารู้ว่าอัญมณีธรรมชาติหลายชนิดก็มีธาตุ Be เป็นองค์ประกอบ (ในรูปของสารประกอบ) ทำให้คนจำนวนมากที่ไม่ทราบข้อมูลแบบรอบด้านจึงเกิดความรู้สึกแปลกแยกต่อสาร Be
     1.1 เราได้รับการบอกเล่าว่าธาตุ Be บริสุทธิ์เป็นโลหะเบาที่เป็นพิษ แต่ไม่ได้รับการบอกเล่าว่า Be ในสภาพของสารประกอบ (เมื่อรวมตัวกับธาตุอื่น) นั้นไม่เป็นอันตราย อย่างเช่นการสวมใส่เครื่องประดับมรกต (Emerald) ที่เป็นสารประกอบ Berylium Aluminium Silicate (Be₃Al₂(SiO₃)₆) ไม่ทำอันตรายต่อสุขภาพ

     2. บอกว่าเทคนิคเผา Be คือการแพร่สีเข้าไปในพลอย แต่ไม่บอกว่าตัว Be นั้นไม่มีสี (ไม่ใช่รงค์วัตถุ) และยังไม่บอกอีกว่าพลอยจะมีสีต้องเกิดจากเชื้อสี (Chromophore) ภายในตัวมันเอง ถ้าไม่มีเชื้อสีเผาพลอยให้เหนื่อยตายก็ไร้ผล การที่นักวิชาการชาวตะวันตกใช้คำว่า "Bulk Diffusion" ซึ่งหมายถึง "การย้อมสีหรือแพร่สีไปทั่วทั้งก้อน" เป็นการบิดเบือนความจริงที่ควรละอายใจ


     3. ไม่บอกว่าเผาพลอยสำเร็จจนได้สีแล้วยังสามารถเผาให้ถอยกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ด้วย หากเป็นการย้อมสีจริงก็จะไม่สามารถกู้คืนสภาพเดิมได้ (คือย้อมแล้วย้อมเลย) ฉะนั้นมันไม่ใช่การแพร่สีเข้าไปในเนื้อพลอยอย่างที่เข้าใจผิด การเผาให้เกิดสีพลอยต้องทำในบรรยากาศ (Oxidizing Atmosphere) แต่การกู้กลับคืนทำในทางตรงกันข้ามด้วยการให้ความร้อนแก่พลอยในสภาพปลอดอากาศ (Inoxidizing Atmosphere) ตัวอย่างของการทำแบบเดินหน้าและถอยกลับจะเด่นชัดมากในกรณีการเผา Green Sapphire ให้เป็น Yellow Sapphire ช่างผู้ชำนาญการสามารถทำได้ทั้งการเดินหน้าและกู้กลับคืน เนื่องจากพลอยทั้งสองชนิดมีธาตุสีตัวเดียวกันซึ่งก็คือธาตุ Iron (Fe)
  
      4. ผู้คนจำนวนมากไม่ทราบข้อเท็จจริงที่ว่าการเผาแบบ Be นั้นเราสามารถผสมพลอยคละสีหรือพลอยหลากสีลงเผาพร้อมๆกันในภาชนะเดียวกันได้ และผลลัพธ์สีพลอยแต่ละเม็ดก็ออกไปคนละทิศคนละทางสุดแล้วแต่ธาตุสีที่แฝงอยู่ในตัวพลอยให้สีอะไรก็จะได้สีตามนั้น เบริลเลี่ยมเพียงทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกริยา (Catalyst) เท่านั้น ไม่ใช่ตัวย้อมสีตามที่ชาวตะวันตกกล่าวหา การย้อมสีไม่สามารถทำกับพลอยต่างสีพร้อมๆกันในคราวเดียวกัน


     
 
   5. ไม่บอกว่าธาตุBe สามารถเกิดร่วมปะปนอยู่กับพลอยคอรันดัมได้ตามธรรมชาติ (พลอยดิบ) Beไม่ใช่สิ่งแปลกปลอมสำหรับคอรันดัม พลอยแซฟไฟร์จากแหล่งมาดากัส่การ์ (อิลละกากะ) แซฟไฟร์จังหวัดแพร่ (ไทย) แซฟไฟร์สปป.ลาว (บ้านบ่อแก้ว) แซฟไฟร์บ่อไพลิน (กัมพูชา) ต่างก็ตรวจพบว่ามีธาตุBe ปนอยู่ตามธรรมชาติ (ในก้อนพลอยดิบ) จากการสุ่มตัวอย่างนำไปตรวจด้วยอุปกรณ์ LIBS


     6. ผู้คนทั่วไปไม่ทราบว่าธาตุBe ในพลอยคอรันดัม (แซฟไฟร์) นั้นไม่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้ด้วยเครื่องมือสามัญทางแล็บ (Desk Tool) ทั้งนี้เพราะลักษณะกายภาพของพลอยที่ผ่านการปรับปรุงคุณภาพด้วยขบวนการBe นั้นไม่ได้แตกต่างจากพลอยในธรรมชาติแต่อย่างใด การที่ Be เป็นธาตุที่เบาการตรวจจับทำได้ยาก การตรวจต้องวิเคราะห์อะตอมธาตุด้วยอุปกรณืขั้นสูง (High Technological Appliance) เท่านั้น และมีอัตราค่าใช้จ่ายที่สูงในการตรวจ ยิ่งไปกว่านั้นปริมาณธาตุBe ตกค้างที่ตรวจพบก็เบาบางเสียจนไม่มีสลักสำคัญ ปรากฏเพียงไม่กี่ส่วนในล้านส่วน หรืออาจน้อยกว่านั้นอีกจนบางครั้งเครื่องมือเฉพาะกิจ (LIBS) ที่ถูกออกแบบมาเพื่อการตรวจจับ Be ก็ยังไม่สามารถตรวจจับได้ ("Undetectable" ถึงแม้ว่าอัญมณีนั้นได้ผ่านการเผาแบบเทคนิดBe มาแล้วก็ตาม) ห้องแล็บอาจพยายามตรวจซ้ำอีกครั้งด้วยเครื่องมือที่ตรวจจับได้ละเอียดกว่านั้นชื่อว่า "LA-ICP-MS" ที่มีประสิทธิภาพตรวจได้ละเอียดถึงหนึ่งในล้านส่วน ซึ่งการตรวจได้ละเอียดถึงระดับนี้แล้วคงไม่แปลกที่เราจะนึกเปรียบเทียบไปถึงความพยายามในการสกัดทองคำจากน้ำทะเล คำถามคือ...ด้วยเหตุผลใดที่ต้องเพียรพยายามถึงขนาดนั้น?
     6.1 หลายท่านไม่ทราบเลยว่าเครื่องมือขั้นสูงทั้ง LIBS และ LA-ICP-MS ก่อให้เกิดรอยแผลบนอัญมณี (Abrasive Tool) เพราะต้องยิงแสงเลเซอร์แรงสูง (ND YAK) ไปที่พลอยเพื่อเก็บไอพลาสม่าจากเนื้อพลอยไปตรวจวิเคราะห์ อุปกรณ์เหมาะที่จะใช้งานตรวจก้อนพลอยที่ยังไม่เจียรนัยมากว่าพลอยที่เจียรนัยสำเร็จรูป เพราะเครื่องมือจะทิ้งรอยแผลบนอัญมณีอย่างหลีกเลี่ยงมิได้ นั้นย่อมมีผลต่อมูลค่าอัญมณี
     
     อัญมณีที่ปรับคุณภาพด้วย Be แม้จะได้ผ่านการถูกโจมตีกล่าวหาและกีดกันทางการค้าจากนักวิชาการชาวตะวันตก แต่ปัจจุบันยังคงมีการซื้อขายกันอย่างแพร่หลาย และผู้ส่งออกจากไทยยังไม่เคยประสบปัญหาเรื่องการส่งคืนสินค้า ที่เป็นเช่นนั้นเพราะกาลเวลาได้พิสูจน์แล้วว่าอัญมณีที่ผ่าน Be Treatment นั้นมีความเสถียรและงดงามไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ผู้ค้าอัญมณีจากทั่วโลกได้ให้การยอมรับคุณภาพอัญมณีด้วยภูมิปัญญาของไทยแล้ว แม้แต่ผู้ค้าอัญมณีในประเทศที่เคยโจมตีเองก็ยังคงซื่ออัญมณีจากไทยอย่างต่อเนื่องจวบจนปัจจุบัน  "พลอยดีเพชรแท้"ย่อมยืนหยัดต่อการพิสูจน์ผ่านกาลเวลา ว่ามิได้มีข้อด้อยตาม่ที่นักวิชาการชาวตะวันตกได้เคยโจมตีไว้  อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญคือผู้บริโภคย่อมมีสิทธิ์ที่จะรับรู้ถึงข้อเท็จในการปรับปรุงคุณภาพ มันเป็นหน้าที่ของผู้ค้าที่จะต้องแจ้งต่อลูกค้าอย่างเปิดเผยตรงไปตรงมาไม่ปิดบัง และผู้ที่เกี่ยวข้องทางวิชาการอัญมณีควรเผยแพร่ข้อมูลเชิงลึกสู่สาธารณะให้มากขึ้น เพื่อแก้ไขความเข้าใจผิดของผู้บริโภคที่มีอยู่ และเพื่อปกป้องผลประโยชน์และชื่อเสียงวงการอัญมณีไทย  ในฐานะคนไทยที่ประกอบอาชีพอยู่ในวงการอัญมณี ผมขอเป็นส่วนเล็กๆของสังคมในการเผยแพร่ข้อมูล (ข้อมูลที่ได้รวบรวมประมวลจากแหล่งต่างๆและทำการย่อยย่อให้อ่านง่ายเท่าที่จะทำได้) โดยมีความหวังว่าคนไทยที่เคยเข้าใจคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับสารเบริลเลี่ยมจะได้อ่านและทำความเข้าใจปรับทัศนะต่อ "ศาสตร์แห่งภูมิปัญญาไทย" เสียใหม่ครับ

ศิริวัฒน์ เจียมอนุสรณ์  (FGA)
13 มีนาคม 2564

Bibliography 
                 - Quality Eternal Ploi Thai, Pasphong Chinudompong
                 - การเผาพลอยด้วยสารเบริลเลี่ยมและเทคนิคการตรวจสอบ, GIT LAB REVIEW, 1/2009
                 - Ruby & Sapphire Treatment and Identification, Visut Pisutha-Arnond
                 - Trends in Analytical Chemistry, 2005; D Gunther, B Hattendorf