TLDR: Vědátoři znovu vyrobili sklo, které je v odraženém světle zelené a při prosvícení rudé. Tajemství tkví v nanočásticích zlata a stříbra – nově se podařilo najít opakovatelný výrobní recept. Víc tuna.

Že nevíte přesně, jak něco funguje, vám nutně nebrání to používat! Já třeba nevím, jestli krom čudlíku Zapnout dělají něco i zbylé čudlíky mikrovlnky či jde jen o okrasné runy, vy zase nemusíte přesně znát principy spalovacího motoru pro řízení automobilu. A totéž platilo i pro Římany!

Ti, když přivřeme oči, uši a další otvory, podle nového výzkumu využívali už před 1600 lety něco, čemu bychom dnes mohli říkat nanotechnologie. Slavný Lykurgův pohár je totiž při pohledu v odraženém světle nefritově zelený – ale když na něj posvítíte zezadu, změní se na rubínově červený…

„Jak může sklo měnit barvu?“

Za trikem není magie, nýbrž fyzika světla. Ve skle se nacházejí mimořádně malé částice obsahující zlato a stříbro, jejichž rozměry jsou menší než vlnové délky viditelného světla. Jejich elektrony proto s dopadajícím světlem interagují velmi specificky: některé vlnové délky se silněji absorbují, jiné rozptylují…

Když světlo sklem prochází, nanočástice potlačí zejména modrou a zelenou část spektra a k oku se dostane více červené a oranžové. Když se naopak světlo od poháru odráží, rozptyl na částicích vytváří zelený vzhled!

Výsledkem je takzvaný dichroismus – jeden předmět má různou barvu podle toho, jestli světlo sledujete v odrazu, nebo v průchodu…

„Hustý, a to je novinka?“

Nee – samotné tajemství nanočástic nové není. Analýzy Lykurgova poháru už dříve ukázaly, že jeho efekt způsobují nanočástice zlata a stříbra. Vědátoři dokázali podobný barevný trik napodobit i v moderních materiálech, například v 3D tisknutelných nanokompozitech. Problém byl jinde – vyrobit skutečné sklo podobným způsobem jako Římané a zároveň spolehlivě trefit oba odstíny!

A právě to fčil prubla Lisa Hollands z University of Sheffield společně s odbornicí na římské sklo Caroline Jackson…

Tým nejprve rekonstruoval základní sklo z moderních surovin tak, aby chemicky připomínalo materiál, který mohli používat římští skláři. Pak začala ta horší část – dostat do něj správné množství zlata a stříbra ve správné formě a vytvořit při chladnutí nanočástice o vhodné velikosti a struktuře…

„Jak recept našli?“

Z velké části klasickou vědeckou metodou známou také jako Zkusíme to vícekrát různě a něco se třeba trefí! Hollands experimentovala s různými pecemi, surovinami, koncentrací kyslíku i dalšími podmínkami. Do některých experimentů se dostal dokonce cukr. Tavenina přitom překračovala 1000 °C a výsledná barva byla velmi citlivá na přesný průběh tavby a chladnutí!

Nakonec vzniklo sklo, které je v odraženém světle neprůhledně zelené a při prosvícení červené – a především recept, který lze opakovat ve větším množství…

To je významný rozdíl oproti starším pokusům. Podobně barevná skla vědátoři vytvořili taky už dříve, nový materiál ale podle odborníků trefuje zelenou a červenou Lykurgova poháru výrazně věrněji. Z nového skla navíc sklář Elliot Walker vytvořil moderní plastiku inspirovanou původním artefaktem!

„Věděli tedy Římané, co dělají?“

Nemáme páru. Lykurgův pohár pochází ze 4. století našeho letopočtu a je jediným známým téměř kompletním římským klecovým pohárem, který má takhle výrazný dichroický efekt. To naznačuje, že podobná výroba rozhodně nebyla něco, co by římský sklář zvládl každé úterý po obědě!

Nevíme ani, jestli elitní římští řemeslníci technologii spolehlivě ovládali, nebo zda měli zároveň notnou porci štěstí. Malé změny teploty, množství kyslíku či koncentrace kovů totiž mohou výrazně změnit velikost nanočástic – a tím i výslednou barvu…

Tak či onak, budiž nám jejich řemeslný um a/nebo porce štěstí inspirací i při našem ohřívání jídla, točení volantem či páchání jiných aktivit, kterým rozumíme jak koza petrželi!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]