اكتشاف بلورات ضوئية على حطام إناء روماني

 وكانت البلورات الضوئية الفوتونية تتشكل على مدى حوالي ألفي عام وأعطت قطعة من الزجاج لونا ذهبيا أزرق قزحيا. أفادت بذلك الخدمة الصحفية لجامعة "تافتس" الإيطالية. ونشر العلماء مقالا بهذا الشأن الاثنين 18 سبتمبر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.

ونقلت الخدمة الصحفية عن أستاذ الجامعة الإيطالية فيورينزو أومينيتو قوله:" إن هذه القطعة من الزجاج، التي تم العثور عليها بالقرب من مدينة أكويليا الرومانية القديمة، بقيت في الوحل لمدة ألفي عام، وتحولت نتيجة ذلك إلى نموذج قياسي للمادة النانوية الضوئية. وإذا فهمنا كيف تشكلت، سنكون قادرين على زراعة المواد البصرية في المختبر، بدلا من تجميعها من أجزاء منعزلة، الأمر الذي سيساعدنا في تسريع إنتاجها".

يذكر أن المواد الطبيعية أو الصناعية المنشأ التي تُمرّر جزءا فقط من موجات الضوء أو تتفاعل مع جزء منها فقط، مما يمنحها خصائص بصرية غير عادية أطلق عليها العلماء تسمية البلورات الضوئية الفوتونية. وتتميز بمثل هذه الخصائص حراشف أجنحة الفراشات وأصداف الحشرات ذات اللون "المعدني"، وكذلك أحجار الأوبال الثمينة.

واكتشف العلماء بين القطع الأثرية من مدينة أكويليا مثالا فريدا للبلورات الضوئية التي تشكلت تحت تأثير القوى الطبيعية ونتيجة للنشاط البشري. وقد حققوا هذا الاكتشاف  من خلال دراسة أجزاء من إناء زجاجي مكسور يتلألأ لونه من الأزرق السماوي إلى الذهبي.

وجذب اللون غير المعتاد للإناء انتباه الباحثين الأمريكيين الذين زاروا المعهد الإيطالي للتكنولوجيا في جنوة، حيث عُرضت القطعة الأثرية التي دفعت بالعلماء الأمريكيين والإيطاليين إلى دراسة الخصائص والتركيب الكيميائي وبنية طلاء الوعاء باستخدام المجاهر الضوئية والإلكترونية، بالإضافة إلى قياس الطيف الكتلي بالليزر.

وتبيّن أن الإناء كان في الأصل مطليا باللون الأخضر الداكن، مثل العديد من المنتجات الزجاجية الأخرى المصنوعة من الرمال المصرية في العصر الروماني. يبدو أن اللون القزحي الحديث للزجاج يرجع إلى أن عدة طبقات من البلورات الضوئية قد شكلت داخله وعلى سطحه هياكل نانوية مرتّبة ذات مسام مجهرية ومنخفضات ونتوءات.

من المفترض أنها نشأت نتيجة الترشيح الدوري للزجاج وملامسته للرطوبة والمركبات القلوية في التربة وتراكم جزيئات السيليكا النانوية في المناطق المتضررة من سطح الوعاء. وتؤدي التفاعلات المعقدة لهذه الهياكل مع الضوء إلى أن الطبقة العليا من الطلاء النانوي تعكس الضوء مثل الذهب الحقيقي تقريبا، أي أنه يتحول إلى اللون الذهبي.

ويأمل العلماء أن تساعد الدراسة الإضافية للبلورات الضوئية الطبيعية في تسريع عملية تكوينها في المختبر.

 المصدر: تاس