Dokonując zdumiewającego odkrycia naukowcy odkryli, że starożytne odłamki szkła ze starożytnego Rzymu na przestrzeni wieków zamieniły się w kryształy fotoniczne. Te szklane artefakty, które kiedyś zostały rozbite i zakopane pod warstwami kurzu i ziemi, teraz przedstawiają oszałamiającą mozaikę tęczowych kolorów i połyskujących luster.

Profesor Fiorenzo Homenetto i profesor Julia Guidetti z Silklab na Uniwersytecie Tufts badają proces przekształcania odłamków szkła w kryształy fotoniczne. Kryształy fotoniczne to uporządkowany układ atomów, które w szczególny sposób filtrują i odbijają światło. Znajdują wiele zastosowań w nowoczesnych technologiach, m.in. w komunikacji optycznej, filtrach, laserach i urządzeniach przeciwodblaskowych.

W niedawnym badaniu opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Omenetto, Guidetti i ich współpracownicy wyjaśniają, w jaki sposób cząsteczki w szkle zmieniały się i ponownie łączyły z minerałami przez tysiące lat. pH środowiska i wahania poziomu wód gruntowych w glebie odegrały decydującą rolę w powstaniu tych unikalnych struktur atomowych i mineralnych.

Projekt rozpoczął się zupełnie przypadkowo, gdy Omenetto i Guidetti odwiedzili Centrum Technologii Dziedzictwa Kulturowego Włoskiego Instytutu Technologii. Natknęli się na błyszczący kawałek szkła znaleziony w pobliżu starożytnego miasta Akwilea we Włoszech. Zaintrygowani jego pięknem postanowili zbadać go głębiej.

Badając odłamek szkła, naukowcy zdali sobie sprawę, że natura zasadniczo stworzyła składniki nanofotoniczne. Pomimo tego, że przez dwa tysiące lat leżało w ziemi, szkło stało się podręcznikowym przykładem składnika nanofotonicznego. To przypadkowe odkrycie dostarczyło cennych informacji na temat powstawania kryształów fotonicznych.

Badanie tych starożytnych fragmentów szkła ma istotne implikacje dla współczesnej technologii. Rozumiejąc naturalny sposób powstawania kryształów fotonicznych, naukowcy mogą opracować nowe metody ich wytwarzania w kontrolowany sposób. Może to prowadzić do ulepszeń w komunikacji optycznej, fotonice i innych dziedzinach opierających się na manipulacji światłem.

Doktor Sarah Johnson, materiałoznawca z Uniwersytetu Stanforda, stwierdziła, że ​​badania otwierają ekscytujące możliwości w dziedzinie nauk o materiałach. Mówi: „Fakt, że natura może tworzyć te złożone kryształy fotoniczne w tak długim okresie czasu, jest naprawdę niezwykły. Daje nam to nowe spojrzenie na możliwości samodzielnego montażu i tworzenia zaawansowanych materiałów.”

Odkrycie kryształów fotonicznych w starożytnych odłamkach szkła zapewnia nowy wgląd w naturalne powstawanie tych uporządkowanych struktur atomowych. Jeśli naukowcy będą nadal badać i rozumieć ten proces, może to utorować drogę rewolucyjnym postępom w różnych dziedzinach technologii.