Слово «нанотехнологии» в наши дни стало чрезвычайно модным. Нанотехнологии — это методы производства и применения продуктов с заданной атомной структурой путём контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами. Но не зря говорится, что все новое — это хорошо забытое старое. Оказывается, нанотехнологиями владели наши далекие предки, создавая такие необычные изделия, как кубок Ликурга.
Кубок Ликурга — единственная сохранившаяся с античных времен диатрета — изделие, выполненное в форме колокола с двойными стеклянными стенками, покрытыми фигурным узором. Внутренняя часть сверху украшена резной узорной сеткой. Высота кубка — 165 миллиметров, диаметр — 132 миллиметра. Ученые предполагают, что изготовлен он в Александрии или Риме в IV веке. На кубок Ликурга можно полюбоваться в Британском музее.
Это изделие знаменито прежде всего своими необычными свойствами. При обычном освещении — кубок зеленого цвета, а если его осветить изнутри — он становится красным. Меняет диатрета цвет и в зависимости оттого, какая жидкость в нее налита. К примеру, кубок светился голубым, когда в него наливали воду, но, заполненный маслом, становился ярко-красным.
Поверхность чаши украшает красивый горельеф, изображающий страдания бородатого мужчины, опутанного виноградными лозами. Из всех известных мифов Древней Греции и Рима более всего под этот сюжет подходит миф о гибели фракийского царя Ликурга, возможно, жившего около 800 года до нашей эры.
По легенде, Ликург — царь эдонов (фракийцев), противостоявший распространению культа Диониса. Ликург не побоялся бичом прогнать из своей страны вакханок и самого Диониса, который спасся тем, что бросился в море, где его приняла Фетида. Затем Дионис с помощью олимпийских богов вселил в Ликурга безумие. Полагая, что он подрубает виноградную лозу, Ликург убил топором своего сына Дрианта. Рассудок вернулся к Ликургу, но было поздно. В наказание за убийство земля эдонов перестала плодоносить. Искуплением могло служить только предание смерти самого Ликурга. Эдоны отвели его к горе Пангея, связали и бросили на растерзание лошадям.
Историки же считают, что тема горельефа выбрана не случайно. Она якобы символизировала победу, которую в 324 году одержал римский император Константин над жадным и деспотичным соправителем Лицинием. И вывод этот они делают, скорее всего, исходя из предположения специалистов, что кубок изготовлен в IV веке.
Точное время изготовления изделий из неорганических материалов определить практически невозможно. Не исключено, что эта диатрета пришла к нам из эпохи куда более древней, чем Античность. К тому же совершенно непонятно, на основе чего Лициния отождествляют с мужчиной, изображенным на кубке. Никаких логических предпосылок для этого нет.
Также не факт, что горельеф иллюстрирует миф о царе Ликурге. С таким же успехом можно предположить, что здесь изображена притча об опасности злоупотребления алкоголем — своеобразное предупреждение пирующим, дабы не теряли головы.
Место изготовления также определено предположительно, на том основании, что Александрия и Рим славились в античные времена как центры стеклодувного ремесла. Кубок обладает удивительным по красоте решетчатым орнаментом, способным придавать изображению объем. Такие изделия в позднеантичную эпоху считались весьма дорогими и были по карману лишь богачам.
Нет единого мнения и о предназначении этого кубка. Одни считают, что он использовался жрецами в Дионисийских мистериях. Другая версия гласит, что кубок служил определителем того, содержится ли в напитке яд. А некоторые полагают, что чаша определяла уровень зрелости винограда, из которого сделали вино.
Точно так же никто не знает, откуда взялся артефакт. Есть предположение, что он был найден черными копателями в гробнице знатного римлянина. Потом несколько веков пролежал в сокровищницах Римско-католической церкви.
Известно, что в 1800 году для обеспечения сохранности к чаше приделали обод из золоченой бронзы и такую же подставку, украшенную виноградными листьями.
В 1845 году кубок Ликурга приобрел Лионель де Ротшильд, а в 1857 году его увидел в коллекции банкира знаменитый немецкий искусствовед и историк Густав Вааген. Пораженный чистотой огранки и свойствами стекла, Вааген несколько лет упрашивал Ротшильда выставить артефакт на всеобщее обозрение. В конце концов банкир согласился, и в 1862 году кубок оказался на выставке в Музее Виктории и Альберта в Лондоне.
После этого он вновь стал недоступен для ученых почти на столетие. Только в 1950 году группа исследователей упросила потомка банкира, Виктора Ротшильда, открыть им доступ к изучению реликвии. После этого наконец было выяснено, что кубок изготовлен не из драгоценного камня, а из дихроического стекла (с многослойными примесями металлических окисей).
Под влиянием общественного мнения в 1958 году Ротшильд согласился продать кубок Ликурга за символические 20 тысяч фунтов Британскому музею.
Наконец-то ученые получили возможность тщательно изучить диатрету и разгадать тайну его необычных свойств. 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.
На миллион частиц стекла мастера добавляли 330 частиц серебра и 40 частиц золота. Удивляют размеры этих частиц. Они составляют примерно 50 нанометров в диаметре — в тысячу раз меньше, чем кристаллик соли. Получившийся золото-серебряный коллоид и обладал свойством менять цвет в зависимости от освещения.
Возникает вопрос: если кубок действительно изготовили александрийцы или римляне, то каким образом они смогли измельчить серебро и золото до уровня наночастиц? Откуда у древних мастеров взялись оборудование и технологии, позволяющие им работать на молекулярном уровне?
Кто-то из ученых выдвинул такую гипотезу: древние мастера и до создания этого шедевра порой добавляли в расплавленное стекло частицы серебра. А золото могло попасть туда совершенно случайно. Например, серебро не было чистым, а содержало золотую примесь. Или в мастерской остались частицы сусального золота от предыдущего заказа, и они угодили в сплав. Так и получился этот удивительный кубок, возможно, единственный в мире.
Версия звучит почти убедительно, но, чтобы изделие меняло цвет подобно кубку Ликурга, золото и серебро должны быть измельчены до наночастиц, в противном случае цветового эффекта не будет. А таких технологий в IV веке просто не могло быть.
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».
Физик из Университета штата Иллинойс Лю Ганн Логан предположил, что когда жидкость или свет наполняют кубок, они воздействуют на электроны атомов золота и серебра. Те начинают вибрировать (быстрее или медленнее), из-за чего меняется цвет стекла. Для проверки этой гипотезы исследователи изготовили пластиковую пластину со «скважинами», насытив ее золотыми и серебряными наночастицами.
Когда вода, масло, сахарный и соляной растворы попадали в эти «скважины», материал начинал различным образом менять цвет. Например, «скважина» становилась красной от масла и светло-зеленой от воды. Вот только, к примеру, оригинальный кубок Ликурга в 100 раз более чувствителен к изменениям уровня соли в растворе, чем изготовленный пластиковый датчик.
Тем не менее «принцип работы» кубка Ликурга физики из Массачусетского университета (США) решили использовать для создания портативных тестеров. Они могут выявлять патогены в образцах слюны и мочи или распознавать опасные жидкости, проносимые террористами на борт самолета. Таким образом, неизвестный создатель кубка Ликурга стал соавтором революционных изобретений XXI века.
По материалам статьи Юрия Екимова
Свежие комментарии