Πέμπτη 19 Ιουλίου 2012

Η νανοτεχνολογία των αρχαίων Ελλήνων

Τα αγγεία της αρχαίας Αθήνας και η μόνωση των διαστημοπλοίων της NASA

Tο περίφημο μελανό υάλωμα των αττικών αγγείων είναι στην ουσία ένα νανοϋλικό με ιδιαίτερες χημικές και μηχανικές ιδιότητες. Τέτοιες ώστε πρόσφατα προσείλκυσε το ενδιαφέρον της NASA η οποία αναζητεί στη σύστασή του μυστικά για να βελτιώσει τη μόνωση των διαστημοπλοίων της.

Tα ερυθρόμορφα αττικά αγγεία για μεγάλο διάστημα υπήρξαν ένα εξαγωγικό προϊόν το οποίο μπορούσε να «πιάσει» υπέρογκες τιμές, αποφέροντας μεγάλα κέρδη στους δημιουργούς του αλλά και στους εμπόρους. Επί τρεις ολόκληρους αιώνες είχαν μεγάλη ζήτηση στις ξένες αγορές, μετατρέποντας κυριολεκτικά το χώμα σε χρυσάφι και χαρίζοντας στην Αθήνα ένα ασυναγώνιστο μονοπώλιο στον τότε γνωστό της κόσμο.

Η αξία τους είναι και σήμερα ανεκτίμητη αφού προσελκύουν επισκέπτες απ’ όλο τον κόσμο, που σπεύδουν να τα θαυμάσουν στα μουσεία εντός και εκτός Ελλάδας. Πρόσφατα προκάλεσαν επίσης το ενδιαφέρον και της NASA! Μια θυγατρική της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας ξεκίνησε μαζί με το Μουσείο Γκετί – και με μια παχυλή χρηματοδότηση 800.000 δολαρίων – μελέτες για να διερευνήσει τη σύστασή τους.

Η NASA ενδιαφέρεται κυρίως για το περίφημο μελανό υάλωμα των αγγείων, αναζητώντας σε αυτό μυστικά που θα μπορούσαν να τη βοηθήσουν να βελτιώσει την ανθεκτικότητα των κεραμικών που χρησιμοποιεί για τη μόνωση των διαστημοπλοίων της.

Η ιδιαιτερότητα του μελανού υαλώματος

Τι ήταν αυτό που έκανε τα αττικά αγγεία τόσο ιδιαίτερα και τόσο δύσκολα στην απομίμησή τους ακόμη και από τους σύγχρονούς τους επίδοξους αντιγραφείς, που γνώριζαν την κεραμική τέχνη εκείνης της εποχής πολύ καλύτερα από εμάς; Το μυστικό, όπως έχουν ανακαλύψει σήμερα οι ειδικοί, βρίσκεται στην άργιλο. Η αττική γη πρόσφερε στους κεραμείς της τις κατάλληλες πρώτες ύλες ώστε να επιτύχουν όχι μόνο ένα υάλωμα με μοναδικό χρώμα και αντοχή, αλλά και ένα «σώμα» εξαιρετικής ποιότητας.

Η σύστασή των αγγείων άρχισε να αποκρυπτογραφείται μόλις τη δεκαετία του 1990, από επιστήμονες του ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος. Η πρώτη και η πιο αναπάντεχη ίσως για όσους δεν ασχολούνται με τις θετικές επιστήμες διαπίστωση ήταν ότι η βαφή τους ανήκει στα υλικά της τελευταίας λέξης της τεχνολογίας, σε αυτά που σήμερα ονομάζουμε νανοϋλικά.

Το αττικό υάλωμα είναι ένα αλκαλο-αργιλοπυριτικό γυαλί το οποίο χρωματίζεται από νανοκρυστάλλους μαγνητίτη λένε οι ειδικοί επιστήμονες και διαφέρει από τα κοινά γυαλιά καθώς έχει υψηλό ποσοστό οξειδίου του αργιλίου, το οποίο συμμετέχει στη διαμόρφωση του γυαλιού εξίσου με το οξείδιο του πυριτίου, γεγονός το οποίο του προσδίδει πολύ μεγάλη ανθεκτικότητα στη διάβρωση και ιδιαίτερη μηχανική αντοχή.

Οι νανοκρύσταλλοι του μαγνητίτη είναι αυτοί που δίνουν στο αττικό μελανό υάλωμα το μοναδικό «μαύρο-μπλε» χρώμα του. Ο σχηματισμός των νανοκρυστάλλων μαγνητίτη είναι αποτέλεσμα τόσο της σύστασης της πρώτης ύλης – δηλαδή της αργίλου – που χρησιμοποιείται για την παρασκευή της βαφής των αγγείων όσο και μιας σχολαστικής διαδικασίας όπτησης σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες.

Η επεξεργασία

Η βαφή των αττικών αγγείων είναι ουσιαστικά ένα αργιλόχρωμα. Για να δώσει η βαφή το επιθυμητό άψογο μελανό υάλωμα, η πρώτη ύλη της έπρεπε να είναι μια άργιλος πλούσια σε αργιλικά ορυκτά, σίδηρο και κάλιο και φτωχή σε οξείδια του ασβεστίου (έτσι μόνο μπορούσε να παραγάγει τις αντιδράσεις που οδηγούν στον σχηματισμό του μαγνητίτη).

Παράλληλα έπρεπε όταν αναμειγνυόταν με νερό να σχηματίζει ένα κολλοειδές αιώρημα (ένα αιώρημα με κόκκους μικρότερους των 0,3 μικρών που θεωρητικά μένει εν αιωρήσει επ’ άπειρον). Το αιώρημα αυτό όταν συμπυκνωνόταν έδινε μια υπέρλεπτη «αργιλική βαφή» (έναν «μπαντανά», όπως το λένε παραδοσιακά κεραμείς και αγγειοπλάστες) με την οποία διακοσμούνταν τα αγγεία που είχαν πλαστεί στον τροχό και στη συνέχεια ψήνονταν με μια πολύ συγκεκριμένη διαδικασία και σε πολύ συγκεκριμένες θερμοκρασίες.

Η διαδικασία της όπτησης περιλάμβανε τρία στάδια: οξείδωσης, αναγωγής και πάλι οξείδωσης, όπως θα σας πουν οι ειδικοί. Στο πρώτο στάδιο της οξείδωσης ανέβαζαν τη θερμοκρασία του φούρνου με την παροχή οξυγόνου.

Οταν έφθαναν στην επιθυμητή θερμοκρασία και η βαφή άρχιζε να υαλοποιείται, σφράγιζαν τον κλίβανο διακόπτοντας την παροχή οξυγόνου και μειώνοντας με τον τρόπο αυτόν τη θερμοκρασία. Σε αυτό το στάδιο, της αναγωγής, σχηματίζονται οι νανοκρύσταλλοι του μαγνητίτη και παράγεται το μαύρο χρώμα.

Η τελική φάση της οξείδωσης, όπου ανέβαινε και πάλι η θερμοκρασία, ήταν απαραίτητη για να επιτευχθεί η χρωματική αντίθεση του μελανού πάνω στο ερυθρό υπόβαθρο.

Το οξείδιο του τρισθενούς σιδήρου (οξείδιο), ο αιματίτης, είναι κόκκινο. Ο μαγνητίτης δημιουργείται στο στάδιο της αναγωγής και είναι μαύρος.

Με τον ερυθρόμορφο ρυθμό οι Αθηναίοι εισήγαγαν μια καινοτομία η οποία τους χάρισε την απόλυτη κυριαρχία στις αγορές του εξωτερικού και ιδιαίτερα στις πλούσιες αγορές της Ιταλίας.

Συντάχθηκε με στοιχεία από το www.tovima.gr

pemptousia.gr

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου