Una sustancia de 2000 años desenterrada en antiguos yacimientos romanos posee propiedades “extraordinarias”
26 de octubre de 2023
Micah Hanks
Los científicos han desenterrado algo extraordinario en varios yacimientos arqueológicos y de construcción de la antigua Roma, revelando artefactos recubiertos de una sustancia formada naturalmente con un potencial tecnológico moderno único.
Se sabe que los fragmentos de antiguas vasijas de vidrio romanas, que se rompieron hace mucho tiempo y quedaron bajo la acumulación de tierra a lo largo del tiempo, poseen superficies llamativas y coloridas que son el resultado de su exposición a los minerales de su cubierta de tierra, junto con los cambios de temperatura y otras condiciones ambientales que encuentran a lo largo de los siglos.
Ahora, los científicos han descubierto que los fragmentos, que se han utilizado en la creación de joyería moderna a lo largo de los años debido al vívido tapiz de tonos iridiscentes que presentan, ofrecen mucho más que bellos colores que captan el ojo humano.
Los profesores de ingeniería Fiorenzo Omenetto y Giulia Guidetti, del Silklab de la Universidad Tufts, y sus colegas afirman haber descubierto que la estructura molecular de estos diminutos fragmentos de vidrio romano se reorganiza a lo largo de miles de años, dando lugar a la formación de lo que los físicos denominan cristales fotónicos.
NANOESTRUCTURAS DE LA NATURALEZA
Los cristales fotónicos son minúsculas nanoestructuras con una disposición ordenada de átomos que pueden producir efectos ópticos únicos en la forma en que filtran y reflejan la luz. Estos cristales se encuentran en la naturaleza en diversos animales que han evolucionado para producir una coloración iridiscente reflectante, entre ellos varias clases de peces y otros organismos.
Los científicos también han logrado crearlos artificialmente y los han utilizado en todo tipo de aplicaciones, desde interruptores ópticos y dispositivos de comunicación hasta guías de ondas, láseres, espejos e incluso tecnologías de sigilo.
Sin embargo, la presencia de cristales fotónicos en los fragmentos de vidrio romano antiguo no fue necesariamente lo primero que se le ocurrió al equipo de investigación.
“Nos llamó la atención este hermoso trozo de vidrio brillante que había en la estantería”, admitió más tarde Omenetto sobre un fragmento concreto recuperado de un yacimiento cercano a la actual Aquileia (Italia), que fue en su día una ciudad romana a orillas del río Natiso.
El cristal, al que el equipo llamó cariñosamente “cristal Wow”, pronto se reveló como una nanofabricación cristalina fotónica.
“Es realmente extraordinario que tengas un vidrio que ha estado en el barro durante dos milenios y acabes con algo que es un ejemplo de libro de texto de un componente nanofotónico”, dijo recientemente Omenetto en un comunicado.
CRISTALES FOTÓNICOS CULTIVADOS EN ANTIGUO VIDRIO ROMANO
Omenetto, Guidetti y sus colegas afirman que detectaron estructuras atómicas y minerales únicas, que con el tiempo se generaron a partir de la exposición a las condiciones ambientales que rodeaban el vidrio romano, que incluían cambios en el pH y variaciones en el agua subterránea presente.
El vidrio, que se cree que data de algún momento entre el año 100 a. C. y el 100 d. C., puede tener su origen en la arena egipcia, según un análisis reciente.
“Los cristales que crecen en la superficie del vidrio también son un reflejo de los cambios en las condiciones que ocurrieron en el suelo a medida que la ciudad evolucionó: un registro de su historia ambiental”, dijo Guidetti en un comunicado.
Además de su edad y orígenes, el equipo pudo revelar su composición estructural y análisis elemental con la ayuda de microscopía electrónica de barrido.
La pátina de espejo dorada única en el exterior del vidrio, dice el equipo, es el resultado de lo que se conoce como pilas de Bragg, que son estructuras que forman capas de sílice con grados alternos de mayor y menor densidad.
Guidetti dijo que la formación de estas estructuras es “probablemente un proceso de corrosión y reconstrucción”, donde dice que el suelo y los minerales que rodean los fragmentos de vidrio, combinados con el agua de lluvia y otros factores, “determinaron la difusión de minerales y una corrosión cíclica de la sílice”. en el cristal.
“Al mismo tiempo, el ensamblaje de capas de 100 nanómetros de espesor que combinan sílice y minerales también se produjo en ciclos”, añade Guidetti. “El resultado es una disposición increíblemente ordenada de cientos de capas de material cristalino”.
Guidetti y el equipo esperan que los procesos que dan lugar a estas propiedades atómicas y materiales únicas puedan replicarse y acelerarse en el laboratorio, lo que podría ayudar a los investigadores a descubrir formas de cultivar materiales ópticos en lugar de tener que fabricarlos.
Los hallazgos de Omenetto, Guidetti y el equipo fueron el foco de un estudio reciente publicado en las Proceedings of the National Academy of Sciences titulado “Cristales fotónicos construidos por el tiempo en vidrio romano antiguo”.