退職教授の見果てぬ夢: ビスマス結晶の作り方

世界で最も美しい鉱物とは、何であろうか？　当然ダイアモンドと思っていたが、これまた見方によれば違うらしい。調べてみると、自然界でもっとも美しい結晶は”ビスマス”と書いてある。
それで、Wikipedia 様にお尋ねすると、この様に答えてくれた。　　ダイアモンド

ビスマス（英: bismuth）

原子番号83の元素。元素記号は Bi。第15族元素の一つ。日本名は蒼鉛。

特徴としては、つぎの様に説明されている。

淡く赤みがかった銀白色の金属で、柔らかく脆い。多彩な色を示すことがあるが、これは表面の酸化膜で光が回折することによる構造色であり、ビスマス本来の色ではない。電気伝導性や熱伝導性は高くない。融点は271.3 °Cと低い。
常温で安定に存在し、凝固すると体積が増加するのが特徴。またビスマス化合物には医薬品の材料となるものがあり、他の窒素族元素（ヒ素やアンチモン）の化合物に毒性が強いものが多いことと対照的である。

そうなのである。本来の鉱物としての結晶は、別に美しいわけではない。鉛なんかとよく似ていて、銀白色である。

それでは何故、結晶が以下のような多彩な虹の色調を示しているのか？　それは、上で説明されている如く、表面の酸化膜が光を回折させる事によりその構造色を生み出しているからだ。

ならば、人工的に結晶を作り酸化膜を作ればよい。ここで、ビスマスの融点が低いことを利用する。金属ビスマスを加熱して、急激に冷やして結晶をつくり、それを空中にさらせば自然に酸化され、表面に輝く酸化膜ができるという寸法である。

そのようにして、以下の美しい結晶が作られる。　集積回路の立体配線みたいだね。