Na powierzchni drobnych kawałków szkła wytworzonego w starożytności widać całą mozaikę opalizujących kolorów. Na zdjęciu ilustracyjnym opalizujące kropelki wody na szkle w nocy (Maria Lysenko / Unsplash)
Szkło wytworzone w starożytnym Rzymie nabiera interesujących właściwości fizycznych po wiekach leżenia w ziemi – piszą naukowcy na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences”.
W starożytnym Rzymie powszechnie stosowano naczynia szklane do przechowywania wina, wody czy kosmetyków. Gdy się rozbiły i leżały w ziemi, pokrywały się warstwą pyłu i gleby, działały na nie zmienne temperatury, wilgoć oraz substancje mineralne.
Dzisiaj te drobne kawałki szkła znajduje się na placach budowy i stanowiskach archeologicznych. Na ich powierzchni widać całą mozaikę opalizujących kolorów – niebieskiego, zielonego i pomarańczowego. Mniejsze kawałki służą za wisiorki, większe trafiają do muzeów.
Zainteresowali się nimi inżynierowie z dziedziny materiałoznawstwa Fiorenzo Omenetto i Giulia Guidetti z Tufts University w Stanach Zjednoczonych. Zaobserwowali, że cząsteczki szkła przegrupowały się i ponownie połączyły z minerałami, tworząc tzw. kryształy fotoniczne – uporządkowane układy atomów, które filtrują i odbijają światło w bardzo szczególny sposób.
Kryształy fotoniczne mają wiele zastosowań w technologii, m.in. do bardzo szybkiej komunikacji w komputerach i przez internet. Można je zaprojektować, by blokowały pewne długości fal świetlnych, a przepuszczały inne, dlatego stosuje się je np. laserach.
Projekt rozpoczął się przypadkowo podczas wizyty we włoskim Centrum Kulturowego Dziedzictwa Technologicznego.
„Naszą uwagę przyciągnął piękny, błyszczący kawałek szkła na półce” – opisuje Omenetto. Był to fragment rzymskiego szkła z antycznej Akwilei.
Naukowcy szybko zdali sobie sprawę, że mają do czynienia z naturalnie powstałymi nanokryształami o szczególnych własnościach przepuszczania światła. Szkło było datowane na okres od I wieku p.n.e. do I wieku n.e., a pochodziło z Egiptu, co wskazuje na istnienie międzynarodowej wymiany handlowej.
Na jego powierzchni znajdowała się patyna o grubości zaledwie milimetra, o niemal idealnym lustrzanym złotym odbiciu.
Analiza mikroskopowa wykazała, że w naturalny sposób powstały na powierzchni tzw. zwierciadła Bragga, mające zdolność do selektywnego odbijania światła o różnych długościach fali, a stosowane właśnie np. w laserach.
Naukowcy tłumaczą, że przez stulecia działał proces korozji i rekonstrukcji, w wyniku którego na szkło nakładały się nanometrowej grubości warstewki minerałów, a krzemionka w szkle korodowała. Rezultatem jest niezwykle uporządkowany układ setek warstewek materiału krystalicznego.
Więcej indormacji na stronie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Źródło: PAP.
