Красочный секрет 1600-летней римской чаши в Британском музее является ключом к сверхчувствительной новой технологии, которая может помочь диагностировать человеческие заболевания или точно определить биологическую опасность на контрольно-пропускных пунктах.
Стеклянная чаша, известная как Кубок Ликургуса, потому что на ней изображен король Фракии Ликург, выглядит нефритово-зеленой при освещении спереди, но кроваво-красной при освещении сзади - свойство, которое озадачивало ученых в течение десятилетий после того, как музей приобрел чашку в 1950-х гг. Эта загадка не была раскрыта до 1990 года, когда исследователи в Англии изучили разбитые фрагменты под микроскопом и обнаружили, что римские ремесленники были пионерами нанотехнологий: они пропитывали стекло частицами серебра и золота, измельченными до тех пор, пока они не стали такими маленькими, как 50 нанометров в диаметре, менее одной тысячной размера зерна поваренной соли. Точная смесь драгоценных металлов говорит о том, что римляне знали, что они делают - «удивительный подвиг», говорит один из исследователей, археолог Ян Фристоун из Университетского колледжа Лондона.
Древняя нанотехнология работает примерно так: при попадании света электроны, принадлежащие металлическим пятнам, вибрируют, изменяя цвет в зависимости от положения наблюдателя. Ганг Логан Лю, инженер из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, который долгое время фокусировался на использовании нанотехнологий для диагностики заболеваний, и его коллеги поняли, что этот эффект обладает неиспользованным потенциалом. «Римляне знали, как создавать и использовать наночастицы для красивого искусства», - говорит Лю. «Мы хотели посмотреть, может ли это иметь научное применение».
Лю подозревал, что когда различные жидкости наполняют чашку, они изменят взаимодействие вибрирующих электронов в стекле и, следовательно, цвет. (Сегодняшние домашние тесты на беременность используют отдельный нано-феномен, чтобы сделать белую линию розовой.)
Поскольку исследователи не могли залить жидкость в сам драгоценный артефакт, они вместо этого отпечатали миллиарды крошечных лунок на пластиковую пластинку размером с почтовую марку и опрыскивали лунки наночастицами золота или серебра, создавая массив из миллиардов ультрафиолетовых лучей. Миниатюрные Ликургус. Когда в скважины выливали воду, масло, растворы сахара и растворы солей, они отображали ряд легко различимых цветов - например, светло-зеленый для воды и красный для нефти. Прототип был в 100 раз более чувствителен к измененным уровням соли в растворе, чем современные коммерческие датчики, использующие подобные методы. Однажды он может проникнуть в портативные устройства для обнаружения патогенных микроорганизмов в образцах слюны или мочи или для предотвращения террористов, пытающихся нести опасные жидкости на самолеты.
На оригинальной чаше Lycurgus четвертого века нашей эры, вероятно, вынутой только для особых случаев, изображен король Lycurgus, запутавшийся в клубке виноградных лоз, предположительно за злодеяния, совершенные против Диониса, греческого бога вина. Если изобретателям удастся разработать новый инструмент обнаружения из этой древней технологии, настанет черед Ликурга сделать это.
