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东汉墓中带有人工色素的壁画细节

韩紫:量子物理学家试图理解的具有2800年历史的人造色素

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汉紫色是中国人在2500年前创造的一种人造颜料,被用于壁画和装饰著名的兵马俑,以及陶瓷,金属器皿和珠宝。颜料是一种技术奇迹,它是通过将原料按精确比例研磨并加热到令人难以置信的温度的复杂过程制成的。这个过程是如此复杂,以至于直到1992年化学家终于能够确定其组成之后,它才得以再次重建。但这仅仅是开始。据有关新闻报道 io9.com 从那时起,研究发现了汉紫色的惊人特性,包括能够在近红外范围内发射强大的光线,并且能够在适当的条件下将三个维度折叠成两个维度。

汉紫色的生产可以追溯到公元前800年,然而,直到秦汉时期(公元前221年–公元220年)才将其用于艺术中。举世闻名 兵马俑 以及陶瓷和其他物品。  

 

 

“在19世纪之前,当现代生产方法使合成颜料变得普遍时,只有几百种昂贵的紫色染料,几种罕见的紫色矿物以及红色和蓝色的混合物,但没有真正的紫色颜料-除了几百年来萨米尔·帕特尔(Samir S. Patel)在《 紫色统治:古代中国化学家如何为皇帝军队增色 ’。

出于未知的原因,公元220年后,汉紫色从使用中完全消失了,直到1990年代现代化学家重新发现后,才再次出现。

在许多兵马俑中仍然可以看到汉紫色的痕迹

在许多兵马俑中仍然可以看到汉紫色的痕迹( realhistoryww.com)

汉紫的合成

不同于天然染料,例如泰里安紫色(公元前1500年左右),后者是有机化合物,通常是由动植物制成的,例如红螺蜗牛,而汉紫色则是由无机材料制成的合成颜料。

已知在古代世界中仅存在另外两种人造的蓝色或紫色颜料-玛雅蓝(约公元800年),是由靛蓝和白色粘土的加热混合物制成的,而埃及蓝则在整个过程中使用。从公元前3600年到罗马帝国末期的地中海以及近东和中东地区。 [阅读类似: 埃及蓝–最古老的人工色素 ]。

史密森学会(Smithsonian)保护区的科学家伊丽莎白·菲茨休(Elisabeth FitzHugh)第一个发现构成汉紫色的复杂合成化合物–硅酸钡铜。该化合物与埃及蓝的区别仅在于使用钡而不是钙。

"Egyptian blue" tripodic beaker

“埃及蓝”三脚架烧杯( 维基媒体 )。汉紫色的成分与埃及蓝的不同之处仅在于使用钡代替钙。

汉紫色和埃及蓝色之间的相似之处使一些早期研究人员得出结论,认为中国人可能已经学会了从埃及人那里制造颜料。但是,由于没有发现比埃及更远的东方埃及蓝,因此该理论大为打折扣。

帕特尔写道:“没有明显的理由,如果中国人学到了埃及的配方,就会用钡代替钙,这就需要将烧成温度提高100度或更高。”

那么,中国人究竟如何精确地发现了复杂的配方,以使汉族变成紫色,这包括将二氧化硅(沙)与铜和钡以精确的比例混合并加热至约850-1000°C?斯坦福大学物理学家团队在《考古科学杂志》( 这里总结 ),这表明汉紫色是玻璃制造过程的副产品,因为玻璃和紫色颜料均包含二氧化硅和钡。 Io9.com写道,钡会使玻璃光泽和浑浊,这意味着这种颜料可能是早期炼金术师试图合成白玉的工作。

荧光性质

自从首次发现其成分以来,科学家一直在研究这种独特的颜料。大英博物馆的研究人员发现,当暴露在简单的LED手电筒中时,韩紫会发出近红外范围内的强光。根据他们的研究,发表在杂志上 分析和生物分析化学 ,在适当的条件下,汉紫色颜料会以惊人的清晰度显示,这意味着即使是用肉眼看不见的微弱色痕,也可以通过红外传感器看到。

来自河北或哈南省的西汉陶瓷碗

来自河北或哈南省的西汉陶瓷碗(Avery Brundage收藏, asianart.org),其中包含韩紫的痕迹。紫色颜料在红外传感器的作用下会发出强烈的荧光(右)。

汉紫和尺寸的崩溃

汉紫的荧光特性并不是唯一的惊喜。斯坦福大学的量子物理学家,洛斯阿拉莫斯国家实验室和固态物理研究所(东京大学) 已报告 当汉紫色暴露于极冷和强磁场中时,颜料的化学结构进入一种称为量子临界点的新状态,其中三维材料“失去”尺寸。

斯坦福大学应用物理学助理教授伊恩·费舍尔(Ian Fisher)在斯坦福报告中说:“我们首次证明,在三维三维材料中的集体行为实际上只能在二维上发生。” “低维数是许多奇特的理论的主要组成部分,这些理论声称是对包括高温超导性在内的各种鲜为人知的现象的解释,但到目前为止,在实际材料中还没有“降维”的明确例子。”

科学家们提出这种效果是由于硅酸钡铜的成分排列成瓷砖层的事实,因此它们不能整齐地堆积。每个图层的图块与其下面的图层略微不同步。这可能会使波浪受阻,并迫使其进入二维。

研究人员表示,这一发现可能有助于了解新材料的必要性能,包括更多奇异的超导体。

尺寸的异常折叠可能是由于其组件的层不匹配

尺寸的奇怪折叠可能是由于其组件的层不匹配所致。 (John D. Griffin,Michael W. Davidson,Sara Vetteth和Suchitra E. Sebastian, 斯坦福大学 )  

费舍尔说:“汉紫(Han Purple)最早是在2500年前合成的,但直到最近我们才发现其磁行为是多么奇特。它使您想知道我们还没有开始探索的其他材料。”

特色图片:河南洛阳朱村东汉墓(公元25 – 220年)壁画的细节。该画使用了汉紫色和汉蓝色颜料( 维基百科 )。

通过  四月霍洛威

评论

这就是说效果是仅从表面产生的...因此变成“二维”

形成原子片的石墨烯是二维系统。这里的纳米材料是三维的,但是在正确的条件下,正在研究的效果显然仅限于材料的表面。但是,这里使用的定义确实存在一些问题,它确实仅限于表面,或者也可能在表面下使用原子层。

 

德里克·坎宁安博士
作者:
说话的地图-
巴别塔文字-解码石器时代早期几何文字的书
苏格兰和莎士比亚'的第三次预言-恢复苏格兰'过去的遗忘的过去

鹤rug's picture

对于整个“维度”方面,我也有类似的反应。听起来很有趣,但描述有些含糊。因此,我遵循了相关文章和论文的链接,并阅读了这些文章和论文。我想我现在对他们的情况有了更多的了解。

关于“收缩尺寸”的内容基本上是在说我们希望3D对象始终具有3D效果或交互作用-例如,当从具有长度,宽度和深度的对象发出磁场时;我们希望磁场也具有长度,宽度和深度-但是当这种材料冷却到接近零时,情况并非如此。它发出的磁场在其维度之一上消失了。

他们认为这是由于分层而发生的。涂料会结晶成一堆非常薄的薄片或层,并且给定层中的所有原子彼此对齐,但不一定与上面和下面的层中的原子对齐。由于磁场是原子排列的产物,因此给定层发出的磁场不会与其上方和下方的层发出的磁场合并。因此,该字段具有长度和宽度,但没有深度。
由于每一层都在发射这样的磁场,因此整体效果不是二维磁场,而是深度,因为这些场像涂料层一样堆叠,因此存在深度,而是一个已经崩溃的场在其尺寸之一。

不知道这是否使他们在说什么更加清楚,大声笑。在一维介质(文本是线性的,只有一维)中描述三维和二维事物并不容易。

我喜欢这篇文章,但是你们在3D到2D方面让我迷失了方向,而量子物理学则让我头疼不已。有人可以在小小的谈话中解释崩溃的维度。我之所以阅读它,是因为我对古老的着色技术很感兴趣,并且对颜色的鲜艳度绝对怀念。科学课有人吗?

元素周期表的元素荧光分子吸收紫外线并发出较低的可见光。 S Kean我正在再次阅读,毫无疑问,它将消失。 

易于理解和有趣的阅读。我想知道我们过去在地球上的循环条件是否会通过太阳发出的特别强烈的辐射来聚集或积累甚至转化元素。如果这些循环实际上留下了容易获得的纯净元素表面沉积,不久我们好奇的自我之一就会开始调查。我们对元素周期表的发现需要大量的命中和遗漏以及乏味的纯化才能获得元素样本。 

rbflooringinstall's picture

他们可能对量子物理学有所了解,而现在我们才刚刚开始理解。

和平与爱,

瑞奇

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