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(ISNS)——据研究人员称,一种古埃及颜料——显然是人类最早的人工颜料——可能很快会在新的生命支持型现代高科技应用中找到新的用途,例如电信网络和最先进的生物医学成像。
这种被称为埃及蓝的颜料大约在 5000 年前首次出现,在一幅可追溯到埃及第一王朝最后一位国王卡森统治时期的墓葬绘画中发现。
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“埃及蓝是人们生产的第一种合成颜料,因此它代表了人类文明和化学发展的一个重要里程碑,”佐治亚大学(位于佐治亚州雅典)的化学家和材料科学家蒂娜·萨尔格罗说。
这种色彩鲜艳的蓝色颜料装饰了古代地中海世界的雕像和其他文物上的绘画。在雅典帕特农神庙中彩虹的信使女神伊里斯雕像的腰带上,以及埃及底比斯内巴蒙墓中发现的来世花园壁画中都发现了它的踪迹。
赋予埃及蓝颜色的材料是硅酸铜钙。它是通过研磨沙子、石灰和铜(或铜矿石)并在炉中加热混合物制成的。
亚特兰大埃默里大学的艺术和文物修复师蕾妮·斯坦说:“埃及人将它的制造方法分享给了占领和邻近的群体——希腊人,然后是罗马人——从而将这项技术传播到整个地中海地区。”
在古罗马时代之后,它的制作方法完全失传,并成为了一个谜超过 1500 年。然而,在 19 世纪,庞贝古城的遗址发掘(这座罗马城市在维苏威火山爆发时被火山灰掩埋了近 2000 年)出土了许多用埃及蓝制成的壮观壁画,这促使了科学努力,最终揭示了这种颜料的成分。
当用可见光照射时,埃及蓝会发出具有极强强度的近红外线,即使是颜料的单个颗粒也可以从几码外被检测到。这表明埃及蓝可能具有多种现代应用。例如,这种辐射类似于遥控器和电视、汽车门锁和其他电信设备之间通信的光束。它还可以在高级生物医学成像中找到用途,“因为近红外辐射比其他波长更好地穿透组织,”萨尔格罗说。
鉴于有许多埃及蓝的样本已经存在了数千年,科学家们认为它是一种相对耐用的颜料。出乎意料的是,萨尔格罗和她的同事们现在发现它在非常简单的条件下(在热水中搅拌)可以剥落成微观薄片。它可以分解成仅略大于十亿分之一米厚的窄薄片,如此之薄,以至于超过 80,000 个单独的薄片可以横跨普通人头发的宽度。
萨尔格罗说:“埃及蓝的这一化学方面隐藏在我们眼皮底下数千年。” “早些时候没有发现的原因有两个主要原因——没有人关注它,而且现在我们实际上拥有了用纳米尺寸对物体成像的工具。”
萨尔格罗说,埃及蓝在溶液中作为墨水相对容易使用的发现“开辟了将这种材料融入现代应用的全新途径”。在实验中,研究人员发现他们可以使用喷墨打印机来表达埃及蓝纳米片。
萨尔格罗说:“喷墨打印是一种制造可以包含材料近红外发射特性的结构或设备的方法。” 研究人员在美国化学学会杂志2月6日刊中详细介绍了他们的发现。
尽管存在其他近红外发射材料,“埃及蓝由丰富的廉价元素组成——钙、铜、硅和氧——与其他含有稀土元素的近红外发射材料形成对比。这一特点可能会为未来的应用提供经济和环境效益,”萨尔格罗说。
科学家们现在正在研究类似的材料,但埃及蓝在热水中如此容易分解的情况下,如何保持相对耐用仍然不确定。
斯坦说:“了解材料如何随着时间的推移而变化以及它们如何受到环境的影响对我们来说很重要。”