이 연구의 목적은 한국지질자원연구원에서 실시한 지식재산 교육기부의 효과를 연수 참여 교사들의 인식을 통해 알아보는 것이다. 한국지질자원연구원은 Creative Geo Educamp-"지질과학자와 함께 하는 테마여행"이라는 주제로 2010년 7월 6일부터 8일까지 중등교원 35명, 7월 20일부터 22일까지 초등 교원 31명을 대상으로 합숙 연수를 실시하였다. 이번 연수의 목적은 한국지질자원연구원이 축적해온 지식재산을 활용하여 공교육 강화에 기여하고자 한 것이다. 이를 위해, 연수과정에서 2009 개정 교육과정의 창의적 체험활동 지도 교재와 kit를 개발 보급하였다. 설문 결과, 교사들은 교재와 kit는 창의적 체험활동 지도에 적절한지에 대해 중등 교원이 4.49, 초등 교원이 4.80으로 응답하여 높은 타당성을 나타냈고 향후 지질분야 창의적 체험활동 지도에 도움이 될 것으로 확인되었다.

전자빔 조사를 조사량에 따라 단계별로 수행하면서 전자빔을 조사하는 동안 다이아몬드 내에서 일어나는 질소관련 결함의 변화와 색상의 변화를 분광학적 방법으로 측정 분석하였다. 일반적으로 질소의 양이 적을수록 공공이 쉽게 생성되며 A집합체보다 B집합체가 많은 시료에서 공공이 빠르게 생성된다는 결과를 보였다. 그 이유로 공공의 생성 정도가 전자빔에 의해 파괴될 수 있는 크기를 가진 결함의 양 즉, platelets에 비례한다는 결론을 추론할 수 있었다. 그리고 조사량이 증가할수록 옅은 녹색을 지닌 청색에서 짙은 청색으로 변화한다. 이러한 청색의 발현은 GR1센터의 점진적인 증가로 GR1센터 흡수포논에 의한 흡수띠의 영역은 더욱 확장되어 가시광선이 투과하는 최고 파장대가 530 nm에서 500 nm로 이동하면서 나타나는 현상이다.

천연, 합성, 그리고 처리된 보석용 다이아몬에 대한 NMR과 EPR 실험을 수행하였다. 동일한 실험조건에서 비교적 짧은 100 분의 실험시간 동안에 얻어진 13C NMR 스펙트럼을 통해 천연과 합성다이아몬드, 처리된 다이아몬드와 처리되지 않은 다이아몬드, 그리고 고온고압 처리된 다이아몬드와 전자빔 처리된 다이아몬드가 각각 서로 구별될 수 있는 가능성을 확인하였다. 보석용 합성 다이아몬드는 촉매제로 흔히 사용되는 전이금속의 상자기성 영향으로 13C NMR의 선폭이 1.6 ppm 이상으로 얻어졌고, 보석용 천연 다이아몬드는 처리방법에 무관하게 그 선폭이 0.5 ppm 이하로 얻어졌다. 고온고압 처리된 보석용 천연 다이아몬드의 선폭(0.5 ppm)은 전자빔 처리된 다이아몬드의 선폭(0.2 ppm) 보다 두 배 이상 넓은 것으로 나타났다. 처리된 보석용 천연 다이아몬드의 13C NMR 신호 세기는 처리되지 않은 보석용 천연 다이아몬드의 신호 세기에 비해 10배 이상 높게 얻어졌다. EPR 스펙트럼을 이용해 얻은 각 다이아몬드의 상자기성 결함(전자)의 농도와의 상관성을 검토해 본 결과, 13C NMR 신호의 상대적 세기는 각 시료들에 함유되어 있는 상자기성 전파의 농도에 비례하여 증가하지만 전자빔 처리된 다이아몬드의 경우는 예외임이 밝혀졌다. 이를 통해 전자빔 처리된 다이아몬드의 경우 NMR 신호의 세기를 정하는 인자로 상자기성 불순물 성분 이외에 격자 성분도 고려해야 됨을 알 수 있었다.

현재 에메랄드의 중요한 산지로 자리 잡아가고 있는 Itabira 지역 에메랄드의 분광학적 특성을 연구하기 위하여 에메랄드를 C-축에 수직, 수평인 방향으로 각각 절단하였으며, H2O 관련 범위의 좀더 세부적인 피크 관찰을 위하여 KBr로 압축한 pellet시료를 만들어 적외선 분광분석(FTIR) 실험을 수행하였다. H2O 관련 범위에서 5,271 cm-1, 1,638 cm-1 피크가 나타나는 것으로 보아 본 시료는 Type-II에 해당함을 관찰할 수 있었으며, H2O-Na-H2O 배열 형태를 가지는 Type-IIa에 해당하는 피크가 아주 강하게 나타나고 있다. H2O 관련 범위를 제외한 특정 범위에서는 CO2, Cl 피크 등이 관찰되었으며, 적외선 분광분석 법을 이용하여 타입의 분류뿐만 아니라 상대적인 피크 강도 비교를 통하여 Na2O 함량 또한 예측 가능한 것으로 사료된다.

마다가스카르산 석류석은 편마암 내 변성광물로 산출되며 색상과 구성성분으로 로돌라이트, 자색 알만딘, 갈색 알만딘 세 그룹으로 분류할 수 있다. 자외선-가시광선 분광분석 결과, 로돌라이트와 자색 알만딘은 400, 428, 504, 521 및 572 nm 부근에서 강한 흡수피크를 보이는데 반해 갈색 알만딘은 433과 502 nm에서 주 흡수피크를 보였다. 적외선 분광분석 결과, 620~660 cm-1 영역에서 로돌라이트는 640-1의 강한 단일 흡수피크가 관찰된 반면 갈색 알만딘은 628 cm-1와 651 cm-1 두 개의 강한 흡수피크가 관찰되었고, 자색 알만딘은 635 cm-1와 653 cm-1에서 두개의 흡수피크가 약하게 관찰되었다. 알만딘에서 발견되지 않은 3552 cm-1 특징적인 흡수피크가 로돌라이트에서는 관찰되었다. 따라서 로돌라이트와 알만딘은 비슷한 색상과 중첩된 굴절률로 인해 감별이 매우 어렵지만 자외선-가시광선 분광분석과 적외선 분광분석을 통해서는 로돌라이트와 알만딘간의 감별이 가능한 것으로 사료된다.

천연, 합성 그리고 전자빔 조사 처리된 다이아몬드간의 분광학적 특성을 연구하기 위해 FTIR 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 모든 다이아몬드 시료에서 다이아몬드 고유 흡수 피크와 다이아몬드 내 질소와 관련된 흡수피크가 잘 나타났다. 합성 다이아몬드는 고온고압과 관련된 1344 cm-1와 1128 cm-1 흡수피크를 보여주며 합성 다이아몬드에서만 나타나는 1050 cm-1 흡수피크를 보여 천연 다이아몬드와 잘 구분이 된다. 전자빔 조사에 의한 청색 다이아몬드와 붕소함량에 의한 청색 다이아몬드는 Type (천연 : Type IIb, 전자빔 처리 : Type Ia)으로 구별이 된다. 그러나 방사선 조사된 다이아몬드에서 일반적으로 나타나는 1450 cm-1 흡수피크가 미약한 것은 방사선의 종류, 조사량과 어넬링 과정과 관련이 있는 것으로 사료된다.

보석질 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 15N와 13C에 대하여 다양한 스핀 이완 시간과 반복 시간을 적용한 NMR 실험을 수행하였다. 13C에 대해서는 보석질 천연 다이아몬드는 실험 반복 시간이 30초에서 34.1 ppm의 미약한 신호를 얻었으며 합성 다이아몬드에서는 실험 반복 간격이 0.5초에서부터 34.2 ppm의 신호를 얻었으며 실험 반복 시간이 50초에서는 더 뚜렷한 34.7 ppm의 신호를 얻을 수 있었다. 천연 및 합성 다이아몬드의 극히 낮은 함량에 기인하여 15N는 NMR 신호가 감지되지 않았다. 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 이완 시간과 불순물의 성분 함량은 서로 밀접한 관련성이 있음을 확인하였으나 13C의 NMR 특성의 유사성으로 신호의 강약의 차이를 제외하고는 천연 혹은 합성 여부의 구별은 가능하지 않았다.

보석광물로서 거래되는 천연 다이아몬드의 타입별 분포와 각 타입별 다이아몬드의 광학적 특성을 조사하여 다이아몬드의 타입과 광학적 특성 사이에 존재하는 관련성을 관찰하였다. 조사된 다이아몬드 시료의 모두가 타입la으로 분류되었는데 A집합체만을 가지는 타입IaA, B집합체만을 가지는 타입IaB, 그리고 A집합체와 B집합체를 동시에 함께 가지는 타입IaAB로 세분되었다. A집합체 보다 B집합체가 상대적으로 증가할수록 N3센터의 증가, 청색 형광반응의 증가 및 응력 현상의 불규칙성이 증가하는 현상이 관찰되었다. 이와 같은 다이아몬드의 특성 변화는 A집합체에서 B집합체로 변화하는 질소의 집합화 과정에서 부수적 으로 발생하는 N3센터와 전위의 형성에 의한 광학적 현상과 일치하므로 다이아몬드 타입과 광학적 특성사이에 밀접한 관련성이 존재하는 것을 추론된다.