Стекло, изготовленное в Древнем Риме, приобретает интересные физические свойства после столетий простоя в земле, пишут ученые в «Трудах Национальной академии наук».
В Древнем Риме стеклянные сосуды обычно использовались для хранения вина, воды и косметики. Когда они ломались, то, лежа в земле, покрывались слоем пыли и почвы, подвергались воздействию изменяющихся температур, влаги и минеральных веществ.
Сегодня эти крохотные кусочки стекла находят на строительных площадках и археологических объектах. На их поверхности можно увидеть целую мозаику переливающихся цветов – синего, зеленого и оранжевого. Изделия меньшего размера используются в качестве подвесок, более крупные отправляются в музеи.
Ими заинтересовались инженеры-материаловеды Фиоренцо Оменетто и Джулия Гуидетти из Университета Тафтса (США). Они заметили , что частицы стекла перестраивались и вновь соединялись с минералами, создавая так называемую фотонные кристаллы – упорядоченные системы атомов, которые фильтруют и отражают свет весьма специфическим образом.
Фотонные кристаллы имеют множество применений в технике, в том числе: для очень быстрой связи на компьютерах и через Интернет. Они могут быть спроектированы так, чтобы блокировать определенные длины волн света и пропускать другие, поэтому они используются, например, в лазерах.
Проект начался случайно во время посещения итальянского Центра культурно-технологического наследия.
«Наше внимание привлек красивый блестящий кусок стекла на полке», — описывает Оменетто. Это был осколок римского стекла из древней Аквилеи.
Ученые быстро поняли, что имеют дело с образовавшимися естественным путем нанокристаллами, обладающими особыми светопроводящими свойствами. Стекло датируется I веком до н.э. – I веком нашей эры и прибыло из Египта, что указывает на существование международной торговли.
Его поверхность имела патину толщиной всего в миллиметр с почти идеальным зеркальным отражением золота.
Микроскопический анализ показал, что так называемый Зеркала Брэгга, обладающие способностью избирательно отражать свет разных длин волн и используемые, например, в лазерах.
Ученые объясняют, что процесс коррозии и реконструкции действовал на протяжении веков, в результате чего на стекле отложились нанометровые слои минералов, а кремнезем в стекле подвергся коррозии. В результате получается чрезвычайно упорядоченное расположение сотен слоев кристаллического материала.