В древних осколках стекла обнаружены фотонные кристаллы, сформировавшиеся за несколько столетий

В результате удивительного открытия ученые обнаружили, что древние осколки стекла из Древнего Рима на протяжении веков превращались в фотонные кристаллы. Эти стеклянные артефакты, которые когда-то были разбиты и погребены под слоями пыли и почвы, теперь демонстрируют потрясающую мозаику из радужных цветов и мерцающих зеркал.

Профессор Фьоренцо Оменетто и профессор Джулия Гуидетти из лаборатории Silklab Университета Тафтса изучают процесс превращения этих стеклянных осколков в фотонные кристаллы. Фотонные кристаллы - это упорядоченное расположение атомов, которые особым образом фильтруют и отражают свет. Они находят множество применений в современных технологиях, включая оптические коммуникации, фильтры, лазеры и антиотражающие устройства.

В недавнем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Оменетто, Гуидетти и их коллеги объясняют, как молекулы в стекле перестраивались и рекомбинировали с минералами на протяжении тысяч лет. В формировании этих уникальных атомных и минеральных структур решающую роль сыграли рН окружающей среды и колебания уровня грунтовых вод в почве.

Проект начался совершенно случайно, когда Оменетто и Гуидетти посетили Центр технологий культурного наследия Итальянского технологического института. Они наткнулись на сверкающий кусок стекла, найденный недалеко от древнего города Аквилея, Италия. Заинтригованные его красотой, они решили провести дальнейшее исследование.

Изучая осколок стекла, исследователи поняли, что природа, по сути, создала нанофотонные компоненты. Несмотря на то что стекло было погребено в грязи в течение двух тысячелетий, оно превратилось в хрестоматийный пример нанофотонного компонента. Это случайное открытие позволило получить ценные сведения о формировании фотонных кристаллов.

Изучение этих древних стеклянных фрагментов имеет значительные последствия для современных технологий. Поняв, как фотонные кристаллы образуются естественным путем, ученые могут разработать новые методы их контролируемого получения. Это может привести к усовершенствованию оптических коммуникаций, фотоники и других областей, которые зависят от манипуляций со светом.

Доктор Сара Джонсон, материаловед из Стэнфордского университета, считает, что это исследование открывает захватывающие возможности для области материаловедения. Она говорит: "Тот факт, что природа может создавать эти сложные фотонные кристаллы в течение столь длительного периода времени, поистине замечателен. Это дает нам новое представление о возможностях самосборки и создания передовых материалов".

Обнаружение фотонных кристаллов в древних осколках стекла дает возможность взглянуть на естественное формирование этих упорядоченных атомных структур. Если ученые продолжат изучать и понимать этот процесс, он может проложить путь к революционным достижениям в различных областях техники.