Утраченная 5000 лет формула «египетского синего» раскрывает необычные оптические, магнитные и биологические свойства
Группа инженеров-механиков и материаловедов из Университета штата Вашингтон (WSU) успешно воссоздала утраченную базовую формулу древнейшего в мире синтетического пигмента — египетской синей краски.
В древности этот пигмент высоко ценился за сходство с дорогими бирюзой и лазуритом. Однако, как отмечают исследователи, точный метод его создания «был практически забыт» к эпохе Возрождения.
Открытие команды WSU не только раскрывает вариативную базовую рецептуру получения уникального оттенка, но и подтверждает предполагаемые оптические, магнитные и биологические свойства пигмента. Ученые полагают, что воссоздание формулы позволяет по-новому взглянуть на эту загадочную древнюю технологию и, возможно, найдет неожиданное применение в современных технологиях.
«Мы надеемся, что это станет хорошим примером того, как наука может помочь в изучении нашего прошлого», — заявил Джон Макклой, ведущий автор исследования и директор Школы механической и материаловедческой инженерии WSU. «Эта работа призвана показать, как современная наука раскрывает скрытые истории древнеегипетских артефактов».
Египетский синий: формула, утраченная на 5000 лет
Древние египтяне использовали эту краску для росписи по дереву и камню, а также для окрашивания материала, напоминающего папье-маше, — картонажа. Однако, как и в случае со строительством пирамид, процесс создания древнейшего синтетического пигмента не был задокументирован. В результате ученые вынуждены изучать артефакты с египетским синим, не имея ключевой информации о ее производстве.
Поскольку работа WSU по воссозданию формулы объединила две разные научные дисциплины, в команду вошли минералог и египтолог. Исследователи также получили поддержку от Музея естественной истории Карнеги и Института консервации музеев Смитсоновского института.
Перед лабораторными экспериментами команда изучила сохранившиеся образцы древних предметов, окрашенных египетским синим. Ученые заметили, что цвет пигмента далеко не однороден: оттенки варьировались от глубокого синего до тусклого, серого или зеленого. Исследователи предположили, что такая вариативность связана с разными методами приготовления, которые использовали мастера в разных регионах.
«Пигмент изготавливали в одном месте, транспортировали, а использовали в другом», — пояснил Макклой. Тем не менее, ученые предположили, что существовала базовая формула, известная еще во времена Римской империи, но позже утраченная.
Воссоздание формулы раскрыло секреты пигмента
В лаборатории команда WSU разработала 12 возможных рецептов египетского синего на основе материалов, доступных 5000 лет назад. Хотя каждый рецепт отличался, все они включали комбинацию диоксида кремния, меди, кальция и карбоната натрия.
Затем различные составы нагревали до температуры около 1000 градусов Цельсия, варьируя время обжига от 1 до 11 часов. Эти параметры были выбраны для имитации условий, доступных древним мастерам.
После охлаждения образцов команда изучила их химический состав с помощью микроскопического анализа. Эти современные методы ранее никогда не применялись для подобных исследований. Сравнение с древними артефактами показало, что на цвет пигмента влияли как состав, так и условия его изготовления.
«Мы увидели, что даже небольшие изменения в процессе давали совершенно разные результаты», — отметил Макклой.
Дальнейший анализ показал, что для получения самого «синего» оттенка требовался состав, содержащий всего около 50% синих компонентов. Ученые были удивлены, что египетский синий можно было создать разными способами, соблюдая лишь базовую формулу.
«Остальные компоненты не имели решающего значения, что стало для нас неожиданностью», — сказал Макклой. «Каждая частица пигмента содержит множество примесей — он далеко не однороден».
Использование древнего пигмента в современных технологиях
В заключении исследования ученые отметили, что интерес к египетской сини возродился благодаря ее необычным свойствам, которые могут найти применение в современной электронике. Макклой, имеющий также степень по антропологии, признался, что изначально задача воссоздать формулу для музейной экспозиции казалась ему «забавным экспериментом». Однако оказалось, что научное сообщество проявляет большой интерес к этому материалу.
Например, 5000-летний пигмент излучает свет в инфракрасном диапазоне, невидимом человеческому глазу. Это свойство открывает потенциал для его использования в создании защитных меток или чернил, устойчивых к подделке.
Кроме того, краска имеет «схожую химию» с высокотемпературными сверхпроводниками, что может привести к новым открытиям в материаловедении.
Исследование не только проливает свет на древние технологии, но и демонстрирует, как прошлое может вдохновлять науку будущего.