Римское стекло, захороненное на протяжении 2000 лет, медленно превращается в странный тип кристалла. Оно удивительным образом преломляет свет, и ученые наконец-то поняли, почему. Этот тип стекла, используемый в кувшинах для хранения воды или вина, часто отличается тонкой патиной переливающегося золота, синего, зеленого и оранжевого цвета, которая мерцает на его поверхности.
Проанализировав микроструктуру осколка римского стекла, ученые обнаружили, что римское стекло — это природный фотонный кристалл в искусственном материале. Они также выяснили, как он, вероятно, приобрел характерный опаловый блеск. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Фотонные кристаллы — это материалы, состоящие из периодически плотных и менее плотных слоев с разными показателями преломления, то есть каждый слой отражает свет разных длин волн под разными углами. Поскольку цвет фотонных кристаллов зависит от угла, под которым на них смотрят, свет, который они отражают, переливается.
Исследователи проанализировали золотистую поверхность осколка римского стекла, найденного недалеко от древнего города Аквилеи в Италии и датированного периодом между I веком до нашей эры и I веком нашей эры.
Ученые изучили стекло через оптический микроскоп и составили карту его поверхности с помощью сканирующего электронного микроскопа. Оказалось, что структура стекла состоит из слоев кремнезема нанометровой толщины, расположенных в виде структуры, известной как стопки Брэгга. Она меняет показатели преломления между высокими и низкими, чтобы придать стеклу характерный блеск.
Радужная патина образовалась в результате многих циклов эрозии и реконструкции. Дождь и глина разрушали часть кремнезема стекла только для того, чтобы снова восстановить его. Это и привело к появлению некоторых минералов, присутствующих в глине.
