(ویدئو) آیا رومیان باستان از نانوتکنولوژی برای ساخت جام‌های جادویی استفاده می‌کردند؟ بررسی علمی جام 1600 ساله لیکرگوس

به گزارش پایگاه خبری سوفیانیوز، در دهه‌ 1950، موزه‌ بریتانیا محل قرارگیری جام شیشه‌ای باستانی متعلق به قرن 4 میلادی به نام «جام لیکرگوس» شد. علت نام‌گذاری این جام، به تصویرکشیده‌شدن پیروزی دیانیسوس در مقابل لیکرگوس، پادشاه تراس است که بر روی سطح خارجی جام، گرفتار در بین درختان مو، ترسیم شده است. شیوه‌ صنعتگری به کار رفته برای ساختن این ظرف، فوق‌العاده است: سطح درونی بسیار صاف در مقایسه با سطح بیرونی که با ظرافت و باریک‌بینی خاصی تراش داده‌شده است. این دسته از ظروف رومی، به عنوان جام قفسی (Cage Cups) نیز شناخته می‌شوند و ساخت آنها عمدتاً به قرن چهارم میلادی باز می‌گردد. از بین این ظروف، حدود 50 جام بازمانده‌اند که از میان آنها تنها تعداد محدودی تقریباً سالم هستند. جام لیکرگوس نیز از جمله‌ این ظروف است.

مطمئنا ساختن این جام‌ها در زمان خود بسیار دشوار بوده و شکی در گران‌قیمت‌بودن آن‌ها نیست؛ اما آنچه باعث متمایزشدن جام لیکرگوس می‌شود، پدیده‌ نوری عجیبی است که دانشمندان را برای دهه‌ها حیرت‌زده کرده است. این جام، در زیر نور معمولی به رنگ سبز یشمی دیده می‌شود اما درصورت تابانده‌شدن نور از داخل، به رنگ قرمز یاقوتی تغییر خواهد یافت. همچنین رنگ این جام، با افزودن مایعات مختلف به درون آن نیز، تغییر می‌کند. این ایده در آزمایشگاه و از طریق شبیه‌سازی ترکیبات جام و سپس افزودن مایعات مختلف آزمایش شده و مشخص‌شده است که جام مذکور احتمالاً بسته به نوع نوشیدنی نیز تغییر رنگ می‌دهد (به علت احتمال وقوع آسیب، چنین آزمایش‌هایی برروی نمونه‌ اصلی آثار باستانی صورت نمی‌گیرد). در ابتدا متخصصین از جنس بدنه‌ جام مطمئن نبوده و آن را نوعی سنگ قیمتی می‌پنداشتند؛ تا اینکه در سال 1990 پرده از راز چگونگی تغییر رنگ برداشته شد.

ترکیبات و روش ساخت جام لیکرگوس

آنطور که مشخص شده است، شیشه‌ جام لیکرگوس دارای مقدار ناچیزی از ذرات نقره و طلاست. آرایش این ذرات به گونه‌ای است که قطری تنها معادل 50 نانومتر یا به عبارتی کمتر از یک هزارم یک دانه‌ نمک را دارند. مقدار به کار رفته‌ این ذرات به قدری کم است (330 سهم نقره و 40 سهم طلا از هر هزار سهم) که دانشمندان در ابتدا تصور می‌کردند آن‌ها تصادفاُ توسط گرد و غبار حین کار منتقل شده و شیشه‌سازان حتی از وجود این ذرات باخبر نبوده اند. اما اکتشافات ظروف شیشه‌ای دیگر با ترکیب مشابه، احتمال تصادف را از بین برده و در واقع نشان از هدفمندبودن ایجاد چنین ترکیبی دارد. این یعنی شیشه‌سازان عهد قدیم رومی به این مسئله پی‌برده بودند که هنگام برخورد نور با شیشه‌ دارای ذرات طلا و نقره با کوچکترین ابعاد ممکن، رنگ شیشه تغییر می‌یابد. دانشمندان امروزه این پدیده را دورنگی «dichroism» و شیشه‌ دارای چنین خاصیتی را شیشه‌ دورنگ «dichroic» می‌نامند.

اما این پایان ماجرا نیست. افزودن ذرات ریز نقره و طلا به شیشه، به تنهایی برای ایجاد چنین خواص نوری خاصی کافی نیست و لازم است تا این ذرات، کریستال‌ها یا کلوئیدهای بسیار ریز و میکروسکوپی ایجاد نمایند. در واقع این کلوئیدها هستند که زمینه‌ پدیده‌ پراش نور و اثر دورنگی را ایجاد می‌کنند. از طرفی رومی‌ها جام لیکورگوس و جام‌های مشابه را با کنده‌کاری روی یک تکه‌ بزرگ شیشه ساخته اند که نشان می‌دهد آن‌ها می‌دانستند که ضخامت‌های گوناگون شیشه رنگ‌های گوناگونی نیز ایجاد خواهد کرد.

نانوتکنولوژی رومی؛ علم یا تصادف

ایده‌ افزودن فلزات یا اکسید آن‌ها با هدف ایجاد رنگ در شیشه، برای شیشه‌سازان رومی ناآشنا نبود. شیشه‌های قرمز مات و قهوه‌ای ساخته‌شده با افزودن مس، نمونه‌ای از این فعالیت‌ها هستند. با این حال، رنگ‌آمیزی شیشه با استفاده از طلا و نقره به کلی دور از قاعده و اثبات نشده بوده است. برای دست‌یابی به چنین تکنیکی، به کنترل عوامل بسیار زیادی از جمله غلظت فلزات، اندازه ذرات، وضعیت اکسیداسیون عناصر مشخص، مدت زمان و دمای گرمادهی و احتمالاً اتمسفر حین کار نیاز است؛ و دستیابی رومی‌ها به چنین اطلاعاتی، آن هم با دانش محدود 1600 سال پیش غیر ممکن به نظر می‌رسد. این تکنولوژی هرگز پس از قرن چهارم میلادی تکرار نشده و پیشرفتی نکرد، که خود شاهدی بر عدم توانایی رومیان در کنترل دقیق روندرنگ‌آمیزی شیشه‌ها بوده و حضور نانوذرات در این مواد، به معنی اطلاع‌داشتن افراد عهد باستان از علم نانوتکنولوژی نیست. در واقع آن‌ها از فعالیت خود در مقیاس نانو بی‌اطلاع بوده اند.نکته مهم این است که برای پژوهشگران هنوز مشخص نشده که در آن زمان ذرات با اندازه 50 نانومتر را چگونه ساخته اند و مهمتر از آن چگونه خالص کرده اند؟