Четверг, 21 января 2021 10:20

Нанотехнологии древних времен

Как выяснила Национальная энциклопедия строительства ProfiDom.com.ua, нанотехнологии, о которых так много говорят, пишут и возлагают на них большие надежды – это не есть изобретение нашего времени. Как ни странно, найдены образцы старинных композитных материалов и изделий, которые, говоря современным языком, были созданы с помощью нанотехнологий.

По информации журналистов ProfiDom.com.ua, к числу несомненных «нанотехнологических» артефактов можно отнести следующие:

Кубок (чаша) Ликурга

Нанотехнологии древних времен

Чаша Ликурга (IV век до н.э.) — одно из выдающихся произведений древнеримских стеклодувов, хранящихся в Британском музее. Этот кубок необычен не только своими оптическими свойствами, но и уникальной для тех времен методикой изготовления.

Матовая зеленая чаша становится красной, если ее осветить изнутри. Впервые, анализ фрагмента чаши Ликурга провели в лабораториях «Дженерал электрик» в 1959 году — ученые пытались выяснить, что это за уникальное красящее вещество. Химический анализ показал, что, хотя чаша состоит из обычного натриево-известково-кварцевого стекла, в нем есть около 1% золота и серебра, а также 0,5% марганца. Тогда же, исследователи предположили, что необычный цвет и рассеивающий эффект стекла обеспечивает коллоидное золото. Очевидно, что технология получения подобного материала была очень сложной.

Позже, когда методики исследования стали совершеннее, ученые обнаружили с помощью электронного микроскопа и рентгенограмм частицы золота и серебра размером от 50 до 100 нм. Именно, они отвечали за необычную окраску кубка. Профессор Гарри Этуотер в своей обзорной статье по плазмонам, опубликованной в апрельском номере «Scientific American» 2007 года, объяснил это явление так: «Благодаря плазмонному возбуждению электронов металлических частиц, распределенных в стекле, чаша поглощает и рассеивает синее и зеленое излучение видимого спектра (это сравнительно короткие волны). Когда источник света снаружи и мы видим отраженный свет, то плазмонное рассеивание придает чаше зеленоватый цвет, а когда источник света оказывается внутри чаши, то она кажется красной, поскольку стекло поглощает синюю и зеленую составляющие спектра, а более длинная красная — проходит».

Витражи средневековых готических соборов

Нанотехнологии древних времен

Яркие цвета витражей, украшающих храмы средневековой Европы, впечатляют нас до сих пор. Исследования показали, что стекло делали цветным добавки наночастиц золота и других металлов. Чжу Хуай Юн из Технологического университета Квинсленда (Австралия) высказал предположение, что витражи были не только произведениями искусства, но и, выражаясь современным научным языком, фотокаталитическими очистителями воздуха, удаляющими органические загрязнения.

Катализаторами служили те же самые наночастицы золота. Ученый доказал, что крошечные частицы золота на поверхности стекла под воздействием солнечного света переходили в возбужденное состояние и могли разрушать органические загрязнения (те, которые до них долетали). Более того, они и сегодня сохраняют свою каталитическую активность.

«Когда золото измельчено до размеров наночастиц, оно становится очень активным под действием солнечного света. Электромагнитные колебания солнечного излучения резонируют с колебаниями электронов золотых наночастиц. В результате общее магнитное поле на поверхности наночастиц золота увеличивается в сотни раз и разрушает межмолекулярные связи загрязняющих агентов, содержащихся в воздухе». Профессор Чжу предполагает, что побочным продуктом этих реакций был углекислый газ, который в небольших количествах сравнительно безопасен.

В настоящее время, аналогичная технология лежит в основе создания эффективных очистителей воздуха. Для их работы достаточно солнечного света, нагревающего наночастицы золота, тогда как обычные очистители (в них обычно используют оксид титана, серебро) требуют гораздо больше энергии для нагрева всего катализатора.

В следующей публикации журналисты ProfiDom.com.ua расскажут еще о двух продуктах древних нанотехнологий

(Продолжение следует)

Прочитано 898 раз



Подпишитесь на новости строительства:

 

 

Выбор редакции: