Lykúrgos hraje barvami díky kvazičásticím zvaným plazmony  
aneb "Už Staří Římané..."


Otřepaná fráze filozofů se kupodivu hodí i na nejnovější fyzikální pojednání o nanotechnologiích. Dokládá to příběh italské skleničky, která se nějakým řízením osudu v padesátých letech dostala až do muzea v Británii. Je z litého skla a má na sobě kýčovitý motiv s vinnou révou a chlápkem, který vypadá, že ho dělal učeň. Místo toho, aby popíjejícímu podsouval radost  a dobrou náladu, má vyobrazená  osoba tvář s grimasou, na kterou by se spíš hodilo to naše “zprvu trpké zdá se“.  I s průzračností, která  ke skleněným pohárům tak nějak patří, je dost na štíru. Znalec dobrého moku by jiskru na dně hledal marně. Proto ani nepřekvapí, že půl století trvalo, než se pro pohár našlo nějaké důstojnější místo ve vitríně.  A ejhle! Po nasvícení shora jako mávnutím čarovného proutku, mění barvu. Místo zelené září jako rubín. Sklářskou technologii, jejíž základem je to, čemu dnes říkáme nanotechnologie, odhalila náhoda.

Zvětšit obrázek
Likúrgův pohár mění barvu podle toho jak je osvětlen. Skláři z počátku středověku využívali toho, čemu dnes v optice říkáme vlastnosti plazmonových kvazičástic. ( Kredit: British Museum )

    

Pohár se rázem stal slavným a říká se mu „Lykúrgův“. K vidění je v Britském muzeu v Londýně. Jen s těmi Lykúrgy se to poněkud komplikuje, připomínají tak trochu naše Nováky. Který z nich to vlastně je? A jakou technologií že to spotřebitele před více než jedním a půl tisícem let dovedli šálit změnou barvy svých výrobků?
 

Jedním ze slavných Lykúrgos byl nemejský král, za manželku měl Eurydiku. Abychom nedávali příčinu pomluvám, je potřeba dodat, že i Eurydik bylo v historii hodně a že v tomto případě nešlo o tu Orfeovu.  Synem Lykúrga, o němž je zde řeč, byl Ofeltés. Ten, který zahynul hned co začala válka proti Thébám za což mohla královna Hypsipylé na ostrově Lémnos, což byla vlastně i jeho chůva. Ačkoliv se jednalo o krále, tak tento prý na poháru vyobrazen není.


Další z Lykúrgů, zvaný „zákonodárce“, je také ze vznešeného královského rodu. Slavným se stal díky plagiátorství. Opsal zákony Kréty a z nichž pak vyrobil Sparťanům ústavu. Ti mu z vděčnosti postavili chrám. Tomu, že by tentokrát mohlo jít o toho pravého, nasvědčuje fakt, že podle některých historiků byl uctíván i jako bůh světla. Bohužel, ani tento to není.

Nejen Nemejci a Sparťané měli svého Lykúrgose. Athéňané také měli svého význačného. Učil se u Isokrata, pak se dal na úřednickou dráhu a udělal kariéru ve finanční správě. Kromě stadionu postavil i divadlo a zachovala se po něm i obžalovací řeč. I tentokrát jsme prý vedle.

 

Zvětšit obrázek
Plazmon je kvantum energie povrchových elektromagnetických vln (oscilací elektronového plynu) vyvolaných dopadem fotonů na povrch kovové nanočástice. (Kredit: Hélène Yockell-Lelièvre)


Nejznámější toho jména je asi Lykúrgos thrácký.  Syn Dryantův. Stal se králem a mezi jeho kamarády zpočátku patřil i Dionýsos řečený Bakchus. Ten byl původně expert přes plodnost a úrodu, nějak to ale začal zanedbávat a zvrhnul se jen na boha vína a nespoutaného veseli. Na rozdíl od něho si král uvědomil k čemu  alkoholismus vede a nejspíš se z něj stal militantní abstinent. Ve víně začal spatřovat záhubu lidstva a to ho s příznivcem bujarého veselí rozkmotřilo. Když Dionýsos na jednom ze svých tahů zavítal s partou do Thrákie a dělali tam Lykúrgovi neplechu, nechal je král rozehnat. Některé z Bakchantek z jeho doprovodu prý při tom dokonce přišly o život. Dionýsos v té řeži měl také na mále, ale v útěku mu pomohla teta, bohyně Thetis.  Zachráněný vyznavač piatiky se za vše později  Lykúrgovi začal mstít. Podle jiné verze králi zle zavařil sám táta gurmánského nezbedníka Dionýsa - Zeus. Ale ať už to byl kterýkoliv z těch tam nahoře, muselo to být hodně zlé. Královi tak život osladili, až se z toho zbláznil a údajně zamordoval i svého vlastního syna. Inu, rozházet si to s mocnými, nebylo ani tehdy rozumné. Asi aby všem jednou provždy ukázali, jak člověk může dopadnout když začne namítat něco proti obžerství a chování těch nejmocnějších, má příběh utrpení ještě pokračování. Na chudáka Lykúrga to narafičili tak, že tehdejšími sdělovacími prostředky – šuškandou, mezi lidem rozšířili, že neúroda bude trvat tak dlouho, dokud král bude živ. Fungovalo to a aniž by si pak sami museli špinit ruce, zbožní Thrákové na hoře Pangagion svého člověka, sami nechali roztrhat koňmi. Pohár tedy není dílem učedníka a postava zaslepeného nešťastníka, kterého Ambrosie v podobě vinné révy stahuje do podsvětí, má v sobě hodně poučení i pro dnešek.    

 

 

Zvětšit obrázek
Ani renezanci nebyly nanotechnologie cizí. Zlatou barvu na talíři s Judou Makabejským vyrobili hrnčíři v italském městě Deruta kolem roku 1530 docílili pomocí glazury nanočásticím mědi a stříbra.

Na samotném skle není nic zvláštního. Ze 73 % je tvořeno oxidem křemičitým, 14 % je oxidu sodného a 7 % oxidu vápenatého. Obdobné složení mají i mnohá dnešní skla. Změnu barvy ze zelené na červenou, když je zdroj světla umístěn nad střed poháru, způsobuje  příměs zlata a stříbra. Kovy jsou ve skle ve formě jakýchsi extra titěrných „plíšků“ - krystalů slitiny stříbra a zlata jejichž velikost je pouhých 70 nanometrů. Aby jejich příměs vykouzlila změnu barvy, musí být jejich molární poměr čtrnáct ku jedné. Jen tak nanostruktura z „práškových“ kovů ve skle způsobí fyzikální jev zvaný rezonance v němž hlavní roli hraje vlnová délka světla. Když světlo dopadá na povrch kovových nanočástic,  fotony vyvolají kmity kvazi-volných vodivostních elektronů. Vzniklé oscilace se pak šíří jako vlny záporného náboje na pozadí kladných jader atomů uvězněných ve struktuře nanočástic. Na rozhraní kov dielektrikum probíhá elektromagnetické vlnění jehož energii přenášejí kvazičástice plazmony. Kvantum jejich energie interaguje s dopadajícím světlem a výsledný efekt naše oko zaznamená jako změnu barvy. Pokusy na miniaturních imitacích lykúrgových pohárů v podobě plošek nanesených na plast ukázaly, že podobný efekt - změnu barvy, u nich navodí i "naplnění" různými tekutinami - rozliší tak například olej od vody, ale i různě koncentrované roztoky solí.


Kunsthistorici tvrdí, že pohár pochází asi z doby krátce po pádu Západořímské říše, vyrobit ho měli skláři v Římě, někdy okolo roku 400 n.l. Je tedy ze samého počátku středověku, z doby dávno před křížovými výravami do Svaté země.

 

Zvětšit obrázek
Tajemství antické rumělky (pompejské červeně), vyznačující se sytostí a jiskřivostí, spočívá v použití dvousložkového pigmentu. Barvu malíři míchali ze dvou velikostně rozdílných zrnek cinabaritu. (Kredit: D. Daniele)

Technologie využívající příměsi mikro a nanočásteček nejsou cizí dokonce ani ještě starší době zvané starověk. Jeden z takových výtvorů  můžeme obdivovat díky katastrofě v roce 79, kdy láva z Vesuvu zalila a uchovala zdi v Pompejích a s nimi malované obrazy v relativně nepoškozeném stavu z doby před Kristem. I dnes se můžeme pokochat tím, co kdysi uchvacovalo Pompejany - zvláštní červená zářivá barva. Červeň byla tehdy oblíbená, jak dokládá i obrázkový cyklus pulsujícího antického života ve Vile mystérií. Chemicky se jedná  o obyčejnou  rumělku (cinabarit = HgS = sulfid rtuťnatý). Ta pompejská je ale něčím jedinečná a pokud ji srovnáte s jinými, vždy vynikne. Rozdíl je dán   speciálním mletí výchozí suroviny. Bezpochyby musela být kontrolována velikost zrnek vznikajících při mletí cinabaritu na prášek. Čím jsou jeho zrnka jemnější, tím barva  lépe „kryje“ a je sytější. To je všeobecně známo a věděli to i před dvěma tisíci lety. Antičtí malíři ale věděli ještě něco. Mikroskopické šetření vzorků barvy odebrané z fresek v Pompejích ukázalo, že se v malbě vyskytují dvě různé velikosti zrn. 10 – 15 mikronů velké krystaly, které působí jako jiskřivé částečky v hmotě jemnějších zrn.
Prakticky to znamená, že staří Římané při míchání konečné  barvy před vlastním malováním  přisypávali z jednoho pytlíku jemně rozemletý prášek a z druhého pytlíku mletý poněkud hruběji. Ten jemný měl zrnka jen 2 – 3 mikrony velká, hrubý pětkrát větší. Jejich  směs pak dala vznik jiskřivé barvě s plným červeným tónem.


I renesance se má v oblasti nanotechnologií čím chlubit. V době, kdy  lykúrgskému poháru už táhlo  asi tak na tisíc let, v italské Umbrii hrnčíři se naučili šidit na zlatě. Vylepšovali glazurám barvy pomocí částeček mědi a stříbra.  Při jejich velikosti od několika do sta nanometrů odrážejí světlo aniž by docházelo k jeho  rozptylu.  Tajemstvím jejich úspěchu v klamání spotřebitele bylo, že  již hotové a vypálené glazované předměty znovu potírali „barvičkou“ ze solí mědi, stříbra, okru a octa a teprve až po druhém vypálení se objevilo to, čemu dnes říkáme zlatá metalíza. 
Jeden se nestačí divit, co všechno už tu bylo a pak došlo k zapomnění. A jak daleko jsme dneska mohli být. Stačilo při tom tak málo, jen se řídit vyšším principem mravním a vážit si lidského poznání. 

    

Lycurgus cup

Pompeje Vila mystérií

Bonus: Pompeje netradičně

Pramen:  The British Museum

 

Datum: 29.08.2013 01:42
Tisk článku

Jan Calábek - Vogelová Pavlína
 
 
cena původní: 306 Kč
cena: 257 Kč
Jan Calábek
Vogelová Pavlína

Diskuze:

Mám maturu

Veronika Kalvodova,2013-09-02 21:48:27

Také jsem jen středoškolačka a myslím, že pro nás netřeba "přitvrzovat" v odbornosti. Pokud píšete pro nás, a myslím, že nás je více než vysokošloláků, tak je to tak na hraně.... Je můj názor.

Odpovědět

Povrchový plazmon

Honza Dobrák,2013-08-29 12:51:48

Autor trochu nejasně formuloval jev, ke kterému dochází. Ten jev se správně nazývá "lokalizovaná povrchová plazmonová rezonance", existuje ještě jiný jev, který má stejný název bez toho "lokalizovaná", ale ten se netýká nanočástic.

U ilustračního obrázku by také bylo dobré zmínit, že neodpovídají proporce. Vlnová délka světla je zhruba 400 až 700 nm a velikost nanočástice jsou řádově desítky nm, což je o celý řád méně!

Červenou barvu vidíte proto, že k rezonanci u zlata a stříbra dochází obvykle někde kolem 550 nm, což odpovídá zelenému světlu, takže zelená část spektra je nejvíce absorbována a rozptýlena. Modrá barva je také částečně ztracena, takže zbývá červená, která s nanočásticemi interaguje nejméně.

Odpovědět


Popularizace

Vit Porubcak,2013-09-02 12:50:59

já jsem středoškolák a naopak jsem zdejším autorům vděčný za zjednodušování. Fyzikálním traktátům bych nerozuměl. A jestli ta plasmonová rezonance je povrchově lokalizovaná nebo ne, to už bych opravdu nechal do nějakých fyzikálních listů. I ten nákres jsem pochopil a když si představím, že by jej autor namaloval v měřítku, jak píšete, vždyť by tam nebylo nic vidět... myslím, že jako schema k pochopení podstaty a znázornění náboje na těch částicích, je alespoň patrné vo co go.
Obávám se, že Vaše přísnost je poněkud mimo mísu popularizace. Pokud nechtějí odradit nás nefyziky :) netřeba přitvrzovat. Si myslím. Děkuji.

Odpovědět

Je toho hodne co o nich nevime

Vit Porubcak,2013-08-29 09:55:34

Vynikajici technologie byl i jejich beton pod vodu. Ten by ted mohl významně inspirovat naše ve stavebnictví. Pucolánu, ktery k tomu pouzivali, je po světě spousta. Římané by na nás jistě byli pyšní, vždyť se nám po 2 tisících letech už skoro povedlo je napodobit.

Odpovědět

kjejcivuv.cz

Borek Langmayer,2013-08-29 09:45:17

Tak tak, oni znali i kompas a bohužel i miny a peníze.

Odpovědět

No jo no

Mila Muncinger,2013-08-29 09:22:09

Lidičky byly už tehdy šikovný. Nejen nanotechnologie, znali teoreticky i parní stroj, a kdybychom se nedali na modlikání, upalování, mohli jsme provést průmyslovou revolucimnohem dříve - viz antikytera o niz jste tu také psali...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace