maandag 7 april 2014

1700 jaar oude nanotechnologie

Hadden de Romeinen in de vierde eeuw na Christus al de kunst van de nanotechnologie onder de knie? Deze kelk is hier het onmiskenbare bewijs van. Naar het tafereel dat zich in reliëf op de zijkant afspeelt is deze kelk de Lycurgus Cup gedoopt.

Wat de kelk zo speciaal maakt is dat wanneer hij leeg is, een soort jade-achtige kleur groen de kelk siert, maar is de kelk gevuld met een vloeistof dan verspreidt zich een robijnrode gloed.
Dit fenomeen heeft de heren wetenschappers bezig gehouden van 1950 (aanschaf kelk) tot en met 1990, toen het mysterie ontrafeld werd. De door de Roemeinen gebruikte techniek bleek dermate ingenieus dat er ook mogelijkheden in worden gezien om onze huidige technologie te verbeteren. 

Lycurgus

Lycurgus is in de Griekse mythologie een zoon van koning Dryas van Thracië die zich verzet tegen het invoeren van de Dionysus-cultus (Dionysus is de god van de extase en wijn) in zijn land. Na een avond te veel gedronken te hebben poogde hij zijn moeder te verkrachten, waarna hij de schuld legde bij de wijn. Hij liet daarop de god Dionysus verjagen en alle wijnstokken omhakken. De wijngod Dionysus vluchtte daarop naar de grot van de Nimf Thetis, en vervloektt Lycurgus met waanzin en het land met onvruchtbaarheid. Tenslotte werd de inmiddels erg onpopulaire koning door zijn volk vermoord.

Blijkbaar vonden onze Romeinse vrienden deze gebeurtenis dermate memorabel dat ze een kelk ter ere van deze mythe vervaardigden.



Het grote geheim is dat de makers zeer kleine deeltjes (50-70 nanometer) goud en zilver door het glas mengden. Hiermee waren zij dus de grondleggers van de hedendaagse nanotechnologie, en stoten ze met deze prestatie Richard Feynman met zijn speech uit 1959 "There's Plenty of Room at the Bottom" van de troon.
Of het helemaal bewust ging of dat dit fenomeen per ongeluk door de Romeinen is ontdekt, valt natuurlijk nu niet meer te zeggen. Desalniettemin is het een prestatie van formaat.

Er werd bij de fabricage van dit bijzondere glas een mengsel van 0,004% goud en 0,033% zilver aan toegevoegd om dit effect te realiseren. Een ander bijzonder aspect van dit glas is dat deze geheel uit 1 stuk glas is gefabriceerd, een zogenaamde "cage-cup". Dit houdt in dat men een dik stuk glas vervaardigde en net zolang sleep en polijstte totdat de gewenste vorm bereikt was, dit inclusief de 3D illustraties, die in het geval van de Lycurgus Cup nog maar met enkele millimeters aan de kom van de kelk vastzitten. Dit, in combinatie met het mooie kleurenspel, maakt van deze kelk een waar kunstobject.
De techniek om deze verschillende kleuren te verwerven staat heden ten dage bekend als lokale oppervlakte plasmon resonantie (een plasmon is het kleinst deelbare stukje van een plasma-oscillatie). Het effect is logisch te verklaren door een collectieve oscillatie van elektronen die worden beïnvloed door invallend licht. Deze techniek word onder andere toegepast om Dichroic glas te vervaardigen, de Lycurgus Cup valt ook onder deze noemer. 



Vaak word dit toegepast op 'lab on a chip' technieken, zoals bijvoorbeeld een zwangerschapstest, die (na contact met urine) van kleur verandert als men in (blijde) verwachting is. Vandaar dat gespeculeerd word dat deze 1700 jaar oude kelk nog wel eens voor baanbrekende nieuwe uitvindingen zou kunnen zorgen.



Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen