Monday, 23 January 2023

2800 წლის წინ შექმნილი მეწამული პიგმენტი, რომლის საიდუმლოს ამოხნას ცდილობენ კვანტური ფიზიკოსები

ჰანის მეწამული გახლავთ ხელოვნური პიგმენტი, რომელიც ჩინელებმა 2500 წლის წინ შექმნეს. პიგმენტს იყენებდნენ კედლის მხატვრობაში, ცნობილი თიხის მეომრების, კერამიკის, ლითონის ჭურჭლისა და სამკაულების გასაფორმებლად. ეს პიგმენტი გახლავთ ტექნოლოგიური საოცრება, რომელიც მიიღება კომპლექსური პროცესის შედეგად, ნედლეულის ზუსტი პროპორციების დაფქვით და ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე გახურებით. პროცესი იმდენად რთული გახლდათ, რომ მისი აღდგენა მხოლოდ 1992 წელს შეძლეს,  მას მერე, რაც ქიმიკოსებმა პიგმენტის შემადგენლობა დაადგინეს.  ჩატარებული კვლევებით გაირკვა ჰანის მეწამული პიგმენტის საოცარი თვისებები, მათ შორის, სინათლის მძლავრი გამოსხივება ახლო ინფრაწითელ დიაპაზონში, ასევე შესაფერ პირობებში სამი განზომილების ორ განზომილებამდე შეკუმშვა.

ჰანის მეწამულის, იგივე ჩინური მეწამულის წარმოება ჩვ.წ.აღ-მდე მე-8 საუკუნეს განეკუთვნება. თუმც მას ცინისა და ჰანის დინასტიამდე ხელოვნებაში არ იყენებდნენ.  (221 ჩვ.წ აღ-მდე და 220 ჩვ.წ.აღ-ით) ამ დროიდან  გამოიყენეს ცნობილი თიხის მეომრების, კერამიკის და სხვა ნივთების დასამზადებლად.


“მეცხრამეტე საუკუნემდე, თანამედროვე მეთოდით წარმოებული სინთეზური პიგმენტის მიღებამდე,  არსებობდა მხოლოდ ძვირადღირებული მეწამული საღებავები, ორი იშვიათი მინერალის, ლურჯისა და წითლის ნარევი, მაგრამ ნამდვილი მეწამული პიგმენტი არ არსებობდა, თუ არ ჩავთვლით იმ რამდენიმე ასეულ წელს ძველ ჩინეთში”-წერს სამირ ს.პატელი თავის წიგნში “მეწამული მმართველობა- როგორ მიუმატეს ფერი იმპერატორის არმიას ჩინელმა ქიმიკოსებმა”. გაუგებარ მიზეზთა გამო 220 წლის შემდეგ ჰანის მეწამული ხმარებიდან სრულიად გაქრა და ის აღარავის უნახავს 1992 წლამდე, როცა ქიმიკოსებმა შეძლეს მისი აღდგენა. 

ბუნებრივი საღებავებისგან განსხვავებით, როგორიცაა ტიროსის მეწამული (ჩვ.წ.აღ-მდე 1500 წ), რომელიც წარმოდგენს ორგანულ ნაერთს და მზადდება მცენარეებისა და ცხოველებისგან, როგორიცაა მოლუსკი მურექსი, ჰანის მეწამული გახლდათ არაორგანული მასალისგან დამზადებული სინთეზური პიგმენტი.


ცნობილია ძველ სამყაროში შექმნილი მხოლოდ ორი პიგმენტი: ლურჯი და მეწამული, მაიას ლურჯი (ჩვ.წ.აღ-ის 800 წ.), რომელიც მზადდებოდა ინდიგოსა და თეთრი თიხის გახურებული ნარევისგან და ეგვიპტური ლურჯი, რომელსაც  იყენებდნენ ხმელთაშუა ზღვის აუზსა და ახლო აღმოსავლეთში ჩვ.წ.აღ-მდე 3600 წლიდან რომის იმპერიის დასრულებამდე.


სმიტსონის რესტავრატორი ელიზაბეთ ფიციუ პირველი იყო ვინც დაადგინა ჰანის მეწამულის რთული სინთეზური ნაერთის შემადგენლობა-ბარიუმის სპილენძის სილიკატი, ნაერთი რომელიც განსხვავდება ეგვიპტური ლურჯისგან იმით, რომ კალციუმის ნაცვლად გამოყენებულია ბარიუმი.



ჰანის მეწამულისა და ეგვიპტური ლურჯის მსგავსებამ ზოგიერთი მკვლევარი მიიყვანა დასკვნამდე, რომ ჩინელებმა სავარადუდოდ ეგვიპტელებისგან ისწავლეს პიგმენტის დამზადება. თუმც ამ თეორიამ ვერ ჰპოვა მხარდეჭერა, ვინაიდან ეგვიპტური ლურჯი სპარსეთის უფრო აღმოსავლეთით არსად ჩანს. თან გაუგებარია, თუ ჩინელებმა ეგვიპტელებისგან ისწავლეს ფორმულა, რატომ უნდა შეეცვალათ კალციუმი ბარიუმით, რომელიც გამოსაწვავად მოითხოვს ტემპერატურის გაზრდას 1000 გრადუსამდე.


საკითხავია, როგორ მიაღწიეს ჩინელებმა ჰანის მეწამულის დამზადების რთულ ფორმულას, რომელიც შეიცავს სილიციუმის (ქვიშა) სპილენძის და ბარიუმის პროპორციულ ნაერთს და 850-1000 გრადუსამდე გახურებას? სტენფორდის ფიზიკოსთა ჯგუფმა ჟურნალ “Journal of Archaeological Science”-ში გამოაქვეყნა ნაშრომი, სადაც გამოთქმულია ვარაუდი, რომ ჰანის მეწამული პიგმენტი უნდა ყოფილიყო შუშის დამზადების გვერდითი პროდუქტი, ვინაიდან მინა და მეწამული პიგმენტი შეიცავს სილიციუმს და ბარიუმს. ბარიუმი მინას უფრო ბზინვარეს და დაბინდულს ხდის, რაც იმის მანიშნებელია, რომ ეს პიგმენტი ადრინდელი ალქიმიკოსების აღმოჩენა უნდა ყოფილიყო, რომლებიც ცდილობდნენ თეთრი ნეფრიტის სინთეზირებას.


მას შემდეგ, რაც გაირკვა პიგმენტის შემადგენლობა, მეცნიერები აგრძელებენ ამ უნიკალური პიგმენტის კვლევას. ბრიტანეთის მუზეუმის მეცნიერებმა გაარკვიეს, რომ უბრალო დიოდური ფანრის დაშუქებისას, ჰანის მეწამული ძლიერ სინათლეს ასხივებს ახლო ინფრაწითელ დიაპაზონში. კვლევის შედეგების მიხედვით, რომელიც  ჟურნალ “Analytical and Bioanalytical Chemistry”-ში გამოქვეყნდა, ჰანის მეწამული სათანადო პირობებში საოცრად ავლენს თავს, რაც იმას ნიშნავს, რომ შეუიარაღებელი თვალითაც კი შესაძლებელია ფერის სუსტი კვალის დანახვა ხელსაწყოს ინფრაწითელ დიაპაზონში.


ჰანის მეწამულის ფლუორესცენტური თვისებები არ იყო ერთადერთი სიურპრიზი. სტენფორდის, ლოს ალამოსის ლაბორატორიისა და მყარი სხეულის ფიზიკის ინსტიტუტის კვანტურმა ფიზიკოსებმა განაცხადეს, როცა ჰანის მეწამული ექსტრემალური სიცივის და მაღალი მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ ექცევა, პიგმენტის სტრუქტურა გადადის ახალ მდგომარეობაში, რომელსაც კვანტური ეწოდება, ანუ კვანტური კრიტიკული წერტილი, სადაც სამგანზომილებიანი მასალა კარგავს განზომილებას.


“ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ მოცულობითი სამგანზომილებიანი მასალის კოლექტიური მოქმედება რეალურად შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ ორ განზომილებაში.”- აცხადებს სტენფორდის ანგარიშში გამოყენებითი ფიზიკის კათედრის პროფესორი იან ფიშერი. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ასეთი ეფექტი დაკავშირებულია იმით, რომ ბარიუმი-სპილენძის სილიკატის კომპონენტები განლაგებულია ფილის ფენებივით. ამიტომ ისინი თანაბრად არ ლაგდება. თითეული ფენის ფილა ოდნავ სინქრონიზებულიც კი არაა მის ქვემოთ მდებარე ფენასთან. ამან შეიძლება დაარღვიოს ტალღა და ის ორგანზომილებიანი გახადოს. მკვლევარები აცხადებენ, რომ ახალი აღმოჩენა დაეხმარება მათ ახალ მასალათა, მათ შორის, უფრო ეგზოტიკური ზეგამტარების, საჭირო თვისებების გარკვევაში.



“ჰანის მეწამულის სინთეზირება პირველად 2500-ზე მეტი წლის წინ შეძლეს, მაგრამ ჩვენ სულ ახლახან აღმოვაჩინეთ რამდენად უჩვეულოა მისი მაგნიტური ქცევა. რაც გვაფიქრებინებს, რომ არსებობს ისეთი მასალები, რომელიც ჯერ არ შეგვისწავლია”-თქვა ფიშერმა.










No comments:

Post a Comment