本故事最初由內部科學新聞服務釋出。
(ISNS)——據研究人員稱,一種古埃及顏料——顯然是人類最早的人工顏料——可能很快會在新的生命支援型現代高科技應用中找到新的用途,例如電信網路和最先進的生物醫學成像。
這種被稱為埃及藍的顏料大約在 5000 年前首次出現,在一幅可追溯到埃及第一王朝最後一位國王卡森統治時期的墓葬繪畫中發現。
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“埃及藍是人們生產的第一種合成顏料,因此它代表了人類文明和化學發展的一個重要里程碑,”佐治亞大學(位於佐治亞州雅典)的化學家和材料科學家蒂娜·薩爾格羅說。
這種色彩鮮豔的藍色顏料裝飾了古代地中海世界的雕像和其他文物上的繪畫。在雅典帕特農神廟中彩虹的信使女神伊里斯雕像的腰帶上,以及埃及底比斯內巴蒙墓中發現的來世花園壁畫中都發現了它的蹤跡。
賦予埃及藍顏色的材料是矽酸銅鈣。它是透過研磨沙子、石灰和銅(或銅礦石)並在爐中加熱混合物製成的。
亞特蘭大埃默裡大學的藝術和文物修復師蕾妮·斯坦說:“埃及人將它的製造方法分享給了佔領和鄰近的群體——希臘人,然後是羅馬人——從而將這項技術傳播到整個地中海地區。”
在古羅馬時代之後,它的製作方法完全失傳,併成為了一個謎超過 1500 年。然而,在 19 世紀,龐貝古城的遺址發掘(這座羅馬城市在維蘇威火山爆發時被火山灰掩埋了近 2000 年)出土了許多用埃及藍製成的壯觀壁畫,這促使了科學努力,最終揭示了這種顏料的成分。
當用可見光照射時,埃及藍會發出具有極強強度的近紅外線,即使是顏料的單個顆粒也可以從幾碼外被檢測到。這表明埃及藍可能具有多種現代應用。例如,這種輻射類似於遙控器和電視、汽車門鎖和其他電信裝置之間通訊的光束。它還可以在高階生物醫學成像中找到用途,“因為近紅外輻射比其他波長更好地穿透組織,”薩爾格羅說。
鑑於有許多埃及藍的樣本已經存在了數千年,科學家們認為它是一種相對耐用的顏料。出乎意料的是,薩爾格羅和她的同事們現在發現它在非常簡單的條件下(在熱水中攪拌)可以剝落成微觀薄片。它可以分解成僅略大於十億分之一米厚的窄薄片,如此之薄,以至於超過 80,000 個單獨的薄片可以橫跨普通人頭髮的寬度。
薩爾格羅說:“埃及藍的這一化學方面隱藏在我們眼皮底下數千年。” “早些時候沒有發現的原因有兩個主要原因——沒有人關注它,而且現在我們實際上擁有了用奈米尺寸對物體成像的工具。”
薩爾格羅說,埃及藍在溶液中作為墨水相對容易使用的發現“開闢了將這種材料融入現代應用的全新途徑”。在實驗中,研究人員發現他們可以使用噴墨印表機來表達埃及藍奈米片。
薩爾格羅說:“噴墨列印是一種製造可以包含材料近紅外發射特性的結構或裝置的方法。” 研究人員在美國化學學會雜誌2月6日刊中詳細介紹了他們的發現。
儘管存在其他近紅外發射材料,“埃及藍由豐富的廉價元素組成——鈣、銅、矽和氧——與其他含有稀土元素的近紅外發射材料形成對比。這一特點可能會為未來的應用提供經濟和環境效益,”薩爾格羅說。
科學家們現在正在研究類似的材料,但埃及藍在熱水中如此容易分解的情況下,如何保持相對耐用仍然不確定。
斯坦說:“瞭解材料如何隨著時間的推移而變化以及它們如何受到環境的影響對我們來說很重要。”