کشف مجدد راز شیشه‌های تغییررنگ‌دهنده رومی با استفاده از نانوذرات طلا و نقره — Scientists rediscover how to make ancient Roman colour-changing glass
خلاصه
دانشمندان دانشگاه شفیلد توانسته‌اند راز ساخت جام باستانی لیکورگوس (Lycurgus Cup) را پس از قرن‌ها رمزگشایی کنند. با تعبیه نانوذرات طلا و نقره در ساختار شیشه، این اثر نوری شگفت‌انگیز که رنگ آن از سبز یشمی به قرمز یاقوتی تغییر می‌کند، بازآفرینی شده است.
مقدمه و زمینه تاریخی
برای قرن‌های متمادی، مهندسی اپتیک به کار رفته در «جام لیکورگوس» (Lycurgus Cup) که متعلق به ۱۶۰۰ سال پیش (دوران روم باستان) است، محققان و صنعتگران را شگفت‌زده و سردرگم کرده بود. این اثر باستانی که اکنون در British Museum نگهداری می‌شود، یک ویژگی خارق‌العاده دارد: بسته به زاویه تابش و موقعیت منبع نور، رنگ بدنه شیشه‌ای آن تغییر می‌کند؛ زیر نور معمولی به رنگ سبز یشمی و وقتی از پشت نوردهی شود به رنگ قرمز یاقوتی درمی‌آید.
جزئیات فنی و نحوه کارکرد
پژوهشگران در University of Sheffield موفق شدند با استفاده از یک دستورالعمل باستانی استخراج‌شده از قطعات باقی‌مانده از شیشه‌های دوقطبی (Dichroic) رومی، این رفتار نوری را بازسازی کنند. فرآیند فنی شامل مراحل زیر است:
- افزودن مقادیر دقیقی از نانوذرات طلا و نقره به شیشه مذاب (هزاران بار کوچک‌تر از یک دانه شن).
- سرد کردن شیشه مذاب از دمای بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد.
- رشد کریستال‌های نانومتری طلا و نقره پیرامون ذرات موجود در شیشه طی فرآیند سرمایش.
از نظر فیزیک نوری، این نانوذرات بسیار کوچک‌تر از طول موج نور مرئی هستند. وقتی نور از شیشه عبور می‌کند، ذرات طلا و نقره طول موج‌های آبی و سبز را مسدود کرده و اجازه می‌دهند فقط رنگ‌های قرمز و نارنجی عبور کنند. اما زمانی که نور به سطح شیشه می‌تابد و منعکس می‌شود، ذرات نور را پراکنده کرده و رنگ سبز مات را ایجاد می‌کنند.
طبق بررسی‌های متخصصان، کنترل دقیق کوره در آن دوران بسیار دشوار بوده و شرایط دمایی و موقعیت قرارگیری شیشه در کوره نقش مستقیمی در تعیین رنگ نهایی داشته است؛ به طوری که حتی خود سازندگان رومی نیز احتمالاً با چالش‌های بزرگی در کنترل دقیق رنگ روبه‌رو بوده‌اند و دستیابی به این نتیجه بی‌نقص تا حد زیادی حاصل مهارت بالا و آزمون‌وخطا بوده است.
بازخوردها و نکات مطرح‌شده در Hacker News
در بحث‌های شکل‌گرفته پیرامون این خبر، کاربران به نکات جالبی اشاره کردند:
- یکی از کاربران با اشاره به تکنولوژی نانو به کار رفته، به کنایه تأکید کرد که اصل ماجرای مهندسی دقیقاً در استفاده از نانوذرات طلا و نقره نهفته است.
- کاربر دیگری به سخنرانی معروف Jonathan Blow (طراح بازی) اشاره کرد که در آن از جام لیکورگوس به عنوان نمونه‌ای بارز از مهندسی پیشرفته‌ای یاد شده بود که دانش آن برای ۱۶۰۰ سال گم شده بود.
چرا این موضوع برای مهندسان اهمیت دارد؟
این دستاورد نشان می‌دهد که فناوری نانو و مهندسی مواد پیشرفته لزوماً مختص عصر مدرن نیستند. مهندسان باستان بدون داشتن ابزارهای محاسباتی امروزی، موفق شده بودند با دستکاری خواص فیزیکی مواد در مقیاس نانو، اثرات اپتیکی پیچیده‌ای خلق کنند که حتی امروز نیز بازسازی دقیق آن نیازمند کنترل دقیق پارامترهای حرارتی و متریال است.
این مطلب به‌صورت کاملاً خودکار و با هوش مصنوعی از مقالهٔ اصلی و بحث هکرنیوز تهیه شده و ممکن است خطا داشته باشد. حقوق مطلب اصلی متعلق به نویسندهٔ آن است. قوانین و گزارش مشکل