1700年前罗马人已掌握了纳米技术?

【正见新闻网2022年10月03日】

纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在1至100纳米范围内。纳米技术是21世纪科学家们争相研究的前沿课题,到目前为止,已经取得了很多的科研成果。但是,早在公元4世纪,罗马人就已经掌握了近似的纳米技术,这事儿还和唐朝诗人王翰有一定联系,他在《凉州词》中有一句引来后世无数猜想的“葡萄美酒夜光杯”,就是与这个“夜光杯”有关系。

另外在公元9世纪中国有一本古书名叫《通典》,里面有一段关于杜環的《经行记》记载,提到了中国的远西有一个叫拂菻的国家“琉璃妙者,天下莫比”,拂菻即是古大秦,是唐人对罗马帝国的称呼。

记载在中国古典文献中的罗马帝国玻璃器皿到底有什么神奇的地方?为何说它“天下莫比”?

在大英博物馆的罗马时期文物展区,陈列着一只咋看上去不起眼杯子,这个杯子和现代普通酒杯比较起来也差不多大小,怎么看也不觉得有什么特异之处。在有光线的地方,这只杯子就是一只墨绿色而且不透明的玻璃杯,只是这只杯子的表面布满了巧夺天工的浮雕,但即使是这样,在充满了奇珍异宝的大英博物馆中,这只杯子也算不上有多出众(当然现在是罗马展区的镇馆之宝之一)。

有人无意间将光线照射进杯子里面,令人奇异的事情发生了,墨绿色的杯子在一瞬间内就通体散发出诡异紫红色,杯身呈现出半透明状,就像是装满了红色的葡萄酒,颜色的变幻让人有一种时空转换的感觉,仿佛又回到了当初王翰见到这种“夜光杯”的感觉。

现代科技已经能轻易地鉴定这只杯子的制造年代——公元290~325年,杯子表面精美的浮雕图案是一个经典的希腊神话故事,《伊利亚特》中色雷斯王莱库古打败酒神狄俄尼索斯的场景,因而这个杯子被命名为莱库古杯(Lycurgus Cup)。

这只杯子令人瞠目结舌的色彩变幻,引起了科学家们浓厚的兴趣,在20世纪早期,就有众多的专家耗费心血研究莱库古杯的材料、光学之谜,但受限于当时一些科学技术,虽然提出了很多观点,但并没有一种令人信服的解释。

直到上世纪80年代末,得益于电子显微镜技术的进步,科学家终于可以用超高倍率放大观察莱库古杯的碎块。但是电子显微分析的结果显然将材料学家们吓了一跳,因为他们惊讶地发现这只拥有1,700年历史的玻璃杯,它的材料成分中竟然含有直径只有50-100nm的纳米金属微粒!

随后科学家们用X射线,进一步证实了这些微粒居然就是金银合金。当然还检测到了少量的铜元素。而令科学家们进一步感到困惑的是:纳米金属微粒中的金银比例3:7,远高于玻璃杯整体的金银比例1:7!

后来经过大量科学家们的研究,才搞清楚了其中的原理:在还原反应中金比银更易于还原成金属。还原反应将溶解的金银离子均匀地分散成合金纳米微粒,黄金的部分负责选择性透过红光,而玻璃含有的卤素则进一步加强了这种效果,银则强烈散射绿光。

自此,莱库古杯的材料、光学之谜终于真相大白,但也带来了让人更加困惑的问题,因为金溶液能产生宝石红色的现象,在19世纪才被初次发现;而选择性透过/反射特定波长光线直到20世纪才有nasa开发出来,用于高灵敏度卫星光学传感器的滤镜玻璃片中,这种玻璃的制造技术只有少数高技术特种玻璃制造商掌握;难道1700年前的罗马人就掌握了纳米技术?

但莱库古杯却让人不得不相信,早在公元二至三世纪,罗马人就已经真的了拥有类似的纳米技术,只是在精度等方面尚无法和现代科技相比较,但在1700年前,罗马人能掌握如此精细的化学加工技术,这也让现代人需要重新审视和评价古代的科技成就。

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