Keskaegsed keraamikud kasutasid nanotehnoloogiat
Barcelona Polütehnilise Ülikooli ja Euroopa Sünkrotronkiirguse Rajatise (ESRF) teadlased on välja selgitanud keemilised reaktsioonid, mille tulemusel suutsid 9. sajandi islamimaade pottsepad anda oma keraamikale ainulaadse sillerduse. Selle taga on nanoosakesed.
Sajandeid enne tänapäevases mõttes nanotehnoloogia sündi valmistasid 9. sajandi Abbassiidide kalifaadi pottsepad rabavate kuldsete, punaste, pruunide, kollaste värvitoonide ja metallilise läikega keraamikat. Sillerdava värviga tehnika levis Abbassiidide riigist üle islamimaailma. Sillerduse taga olid tuhandeid aastaid tagasi nanotehnoloogilised protsessid. Tõsi, toonased keraamikud nanotehnoloogiast tänapäevases mõistes teadlikud ei olnud.
„Isegi tänapäeval on meil väga keeruline 9. sajandil saavutatud efekte korrata. Seetõttu tahtsime välja selgitada, millised keemilised muutused toimusid keraamikale kantud värvis ja kuidas need niisuguse tulemuse tekitasid,“ selgitas Barcelona Polütehnilise Ülikooli professor ja teadusartikli üks juhtautoreid Trinitat Pradell.
Soovitud efekti saavutamiseks katsid kunstnikud glasuuritud keraamilise pinna metallühendeid, eelkõige hõbedat ja vaske sisaldava seguga. Sellele järgnenud põletamisel liikusid need elemendid värvikihist klaasjasse glasuuri ning osalesid keemilistes reaktsioonides, sealhulgas redutseerumisreaktsioonides. Selle tulemusel tekkisid õhukeses pinnakihis metallilise hõbeda ja vase nanoosakesed.
Seega ei ladestunud osakesed lihtsalt keraamika pinnale, vaid kinnistusid glasuuri sisse. Nõnda tekkis nanostruktuurne piirkond, mille koostis ja ehitus määrasid selle, kuidas keraamilise eseme pind valgusega vastastikmõjusse astus.
Eriti olulised olid põletamisel toimunud keemilised protsessid. Valmis eseme välimust ei määranud mitte ainult hõbeda või vase sisaldumine värvisegus, vaid nende metallide ja teiste glasuuris leiduvate elementide keerukas vastasmõju. Eelkõige mõjutasid vase ja hõbeda suhtelised kogused põletamisel toimunud keemilisi reaktsioone ning seega ka metalliliste nanoosakeste tekkimist ja omadusi.
Barcelona Polütehnilise Ülikooli töörühm uuris muistseid materjale koos ESRF-i teadlase Marine Cotte’i ja tema kolleegidega. Materjale uuriti röntgenspektroskoopiat, röntgenfluorestsentsanalüüsi ning röntgendifraktsiooni meetodeid kasutades.
Teadlased leidsid, et lüster (glasuuri kattev õhuke kile, mis annab glasuurile metalse vikerkaarevärviliselt särava helgi) tekkis põletamise ajal toimunud ioonivahetuse käigus. Vase- ja hõbedaioonid liikusid värvikihist glasuuri ning asendasid seal leelismetallide ioone. Selle protsessi toimumiseks tuli lüstrit põletada temperatuuril, mis jäi klaasistumistemperatuuri ja glasuuri pehmenemistemperatuuri vahele. See soodustas ioonide liikumist, kuid takistas samal ajal lüstervärvi kleepumist glasuuri külge.
Tulemused näitasid ka, et eri värvi lüstrite koostise ja mikrostruktuuri erinevused tulenesid eelkõige lüstris leidunud vase ja hõbeda suhtelistest kogustest. Hõbeda- ja vaseühendite ning nende nanoosakeste kontsentratsiooni glasuuri pinna lähedal määrasid vase ja hõbeda suhtelised kogused värvisegus ning nende vahel toimunud reaktsioonid. Üheskoos määrasid need nanoosakeste liigi, hulga, jaotuse ja suuruse.
Hetkel kuum
Viimased lood
Universum
Psühholoogia
Tehnoloogia
Maaväline elu
Ajalugu
Loomariik
Taimed
Lugejad küsivad
Füüsika
Sinu keha
Suured teadlased
Tagasi Imeline Teadus esilehele