دانشمندان راز شیشه تغییررنگ‌دهنده روم باستان را کشف کردند
حدود ۱۶۰۰ سال پیش، رومیان باستان یکی از شفاف‌ترین و از نظر علمی پیشرفته‌ترین آثار هنری شیشه‌ای تاریخ را ساختند؛ جامی که رنگ آن میان سبز یشمی و قرمز یاقوتی تغییر می‌کند. تاکنون هیچ‌کس نتوانسته بود فرایند ساخت این اثر را به‌درستی بازسازی کند، اما اکنون به لطف پژ…
خلاصه تحلیلی خبر
حدود ۱۶۰۰ سال پیش، رومیان باستان یکی از شفاف‌ترین و از نظر علمی پیشرفته‌ترین آثار هنری شیشه‌ای تاریخ را ساختند؛ جامی که رنگ آن میان سبز یشمی و قرمز یاقوتی تغییر می‌کند. تاکنون هیچ‌کس نتوانسته بود فرایند ساخت این اثر را به‌درستی بازسازی کند، اما اکنون به لطف پژ…
موضوعات اصلی: پشتیبانی شبکه، شیشه، نور، اثر، می‌کند، عبور
حدود ۱۶۰۰ سال پیش، رومیان باستان یکی از شفاف‌ترین و از نظر علمی پیشرفته‌ترین آثار هنری شیشه‌ای تاریخ را ساختند؛ جامی که رنگ آن میان سبز یشمی و قرمز یاقوتی تغییر می‌کند.
تاکنون هیچ‌کس نتوانسته بود فرایند ساخت این اثر را به‌درستی بازسازی کند، اما اکنون به لطف پژوهشی در دانشگاه شفیلد که با هدف تقلید از روش رومیان انجام شده، این وضعیت در حال تغییر است. لیزا هالندز، سرپرست تیم پژوهشی در دانشکده مهندسی شیمی، مواد و زیستی دانشگاه شفیلد، در بیانیه‌ای گفت
اگر رومیان آزمایش‌های من را می‌دیدند، احتمالاً به من می‌خندیدند و می‌پرسیدند چرا ساخت چنین شیشه‌ای را بلد نیستم!
اما اکنون او راز این فناوری را کشف کرده است. شیشه‌های تغییررنگ‌دهنده رومی نخستین بار در قرن چهارم میلادی ظاهر شدند و جام لیکورگوس مشهورترین نمونه باقی‌مانده از این هنر به شمار می‌رود. این اثر که اکنون در موزه بریتانیا نگهداری می‌شود، یکی از حدود ۴۰ جام شیشه‌ای قفس‌مانند باقی‌مانده از دوران باستان است. سطح بیرونی آن پادشاه اسطوره‌ای تراکیه، لیکورگوس، را نشان می‌دهد که در میان پیچک‌ها گرفتار شده است. این جام در نور بازتابی سبز دیده می‌شود، اما هنگامی که نور از داخل آن عبور می‌کند، رنگ قرمز به خود می‌گیرد.
این اثر تماشایی موزه‌ای سال‌ها ذهن شیشه‌سازان و تاریخ‌پژوهان را به خود مشغول کرده است. پرسش اصلی این بود که رومیان چگونه چنین تغییر رنگی را ایجاد می‌کردند؛ پدیده‌ای که امروزه با عنوان اثر دو‌رنگی شناخته می‌شود. همچنین مشخص نبود چرا تمام تلاش‌های امروزی برای بازسازی این فناوری با شکست مواجه شده‌اند.
مهم‌ترین نظریه مطرح‌شده نشان می‌دهد صنعتگران رومی مقادیر بسیار اندکی از طلا و نقره را درون شیشه قرار می‌دادند و به این ترتیب، نانوذراتی هزاران برابر کوچک‌تر از یک دانه شن شکل می‌گرفتند. این ذرات به دلیل کوچک‌تر بودن از طول موج نور، صرفاً اجازه عبور نور را نمی‌دهند، بلکه بسته به اندازه و شکل خود، رنگ‌های مشخصی را جذب یا پراکنده می‌کنند. در نتیجه، ظاهر شیشه با تغییر زاویه تابش نور متفاوت خواهد بود.
هالندز درباره دشواری بازسازی این فناوری گفت
می‌دانستم ساخت چنین شیشه‌ای احتمالاً فرایندی پیچیده خواهد بود، زیرا موضوع فقط افزودن نانوذرات به شیشه نیست. بیش از ۲۵ سال در زمینه شیشه مطالعه و فعالیت کرده‌ام و از دانش و تجربه‌ای که در این مدت به دست آورده‌ام، در کنار درک علمی امروزی از فرایند موردنظر، استفاده کردم.
هالندز برای شناخت بهتر روش‌های شیشه‌سازی دوران روم باستان و مواد اولیه مورد استفاده در آن دوره، با کارولین جکسون، یکی از متخصصان برجسته شیشه‌های رومی، همکاری کرد. او درباره مرحله بعدی پژوهش گفت
بخش دشوارتر کار، پیدا کردن روشی برای وارد کردن مقادیر اندک طلا و نقره به شیشه، آن هم با ساختار و شکل مناسب بود.
هالندز برای رسیدن به نتیجه مطلوب، انواع کوره‌ها، مواد اولیه با سطوح متفاوت اکسیژن و حتی شکر را آزمایش کرد. سرانجام پس از آزمایش‌های متعدد، به فرمولی دست یافت که نتیجه موردنظر را ارائه می‌داد. شیشه تولیدشده در نور بازتابی به رنگ سبز مات دیده می‌شود و هنگام عبور نور از آن، درخششی قرمز پیدا می‌کند.
این جلوه خاص زمانی به وجود می‌آید که طلا و نقره به ترکیب شیشه مذاب اضافه شوند و نانوکریستال‌ها شکل بگیرند. هالندز در گفت‌وگو با روزنامه گاردین توضیح داد که اندازه این ذرات از طول موج نور کوچک‌تر است و الکترون‌های اتم‌های آن‌ها در شرایط مناسب می‌توانند مانع عبور برخی رنگ‌ها شوند.
او در ادامه گفت
در این نوع شیشه، هنگامی که نور از داخل آن عبور می‌کند، ذرات طلا و نقره جلوی عبور نور آبی و سبز را می‌گیرند و فقط اجازه می‌دهند رنگ‌های قرمز و نارنجی عبور کنند. اما وقتی نور از سطح شیشه بازتاب پیدا می‌کند، همین ذرات باعث پراکندگی نور می‌شوند و رنگ سبز مات قابل مشاهده را به وجود می‌آورند.
پس از کشف فرمول ساخت، اعضای تیم از الیوت واکر خواستند تا با استفاده از این روش، یک اثر هنری معاصر خلق کند. واکر یکی از برجسته‌ترین هنرمندان شیشه‌ساز بریتانیا محسوب می‌شود و در فصل دوم برنامه رقابتی نتفلیکس با نام Blown Away به مقام قهرمانی رسیده است.
واکر درباره تجربه همکاری در این پروژه گفت
فرصتی بسیار نادر و هیجان‌انگیز است که بتوان با شیشه‌ای کار کرد که بر اساس ترکیبات و دستورالعمل‌های باستانی ساخته شده باشد. این تجربه کمک می‌کند درک کنیم شیشه‌سازان گذشته چگونه خود را با ویژگی‌های چنین ماده‌ای تطبیق می‌دادند. احساس می‌کنم گویی با آن‌ها دست داده‌ام.
واکر برای طراحی این اثر از فرم‌های کلاسیک الهام گرفت تا یادآور جام لیکورگوس باشد. او همچنین بخشی از اثر را با شیشه دمیده‌شده ساخت تا جلوه تغییر رنگ آن بهتر دیده شود. واکر درباره ایده طراحی گفت
این اثر ترکیبی از داستان لیکورگوس و مجسمه اطلس فارنزه است که در آن کره جای خود را به یک جام داده است.
اثر جدید در تاریخ ۶ نوامبر و در جریان جشنواره ذهن دانشگاه شفیلد به نمایش درمی‌آید و پس از آن به‌صورت دائمی در موزه شیشه ترنر این دانشگاه نگهداری خواهد شد.
تیم پژوهشی شفیلد اعلام کرده که اگرچه فرمول کشف‌شده در درجه نخست برای تولید شیشه‌های تزئینی طراحی شده، اما علم پشت این فناوری می‌تواند به توسعه مواد فوتونیکی جدید برای کنترل نور و همچنین تولید شیشه‌های پیشرفته جهت نگهداری پسماندهای رادیواکتیو کمک کند. این پروژه تاکنون در پژوهش‌های مربوط به تثبیت پسماندهای پیچیده هسته‌ای در شیشه و شناخت شرایط تشکیل کریستال‌ها نیز نقش داشته است. این یافته‌ها می‌توانند به افزایش میزان پسماندی کمک کنند که امکان محبوس‌سازی ایمن آن در ساختار شیشه وجود دارد.
کریستینا متکالف، مدیر پروژه تخته‌های فوتونیکی مولکولی در دانشکده دانشگاه شفیلد، درباره دستاوردهای این گروه گفت
آنچه لیزا و الیوت به دست آورده‌اند، فراتر از تمام انتظارات ما بوده است. روایت تاریخی شگفت‌انگیز این پروژه به‌خوبی تخیل مردم را درگیر می‌کند و امیدوارم اثری خلق کرده باشیم که افراد تا سال‌های طولانی با شگفتی به تماشای آن بنشینند.
برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.