Уникальное исследование: что таинственный наноматериал может рассказать об утраченном искусстве Средневековья
Zwischgold (Цвишгольд, «частичное золото») — это ультратонкая металлическая фольга, состоящая из золотого верхнего слоя и серебряной основы, используемая для золочения скульптур. До сих пор исследователи изучали только 2D-сечения этого материала, но в новой работе они пошли дальше и впервые смогли создать 3D-изображения Zwischgold, и выяснить, как он был создан и почему историки могут столкнуться с проблемами при восстановлении средневекового искусства.
Нанотехнологии Средних веков
Среди четырех исследованных образцов XV века был один из алтаря, который первоначально находился в горной часовне на горе Лейггерн в Вале, Швейцария, а теперь выставлен в Швейцарском национальном музее (Landesmuseum Zürich). Хотя Цвишгольд часто использовался в Средние века, до сих пор об этом материале было известно очень мало. Поэтому ученые хотели исследовать образцы этого наноматериала, используя 3D-технологию визуализации высокой четкости.
Для этого исследователи использовали сложную технику микроскопической визуализации, называемую птихографической томографией, в ходе которой рентгеновские лучи проходят через образец материала для создания теней различной интенсивности, называемых дифракционными узорами.
Улучшая технику визуализации и комбинируя различные дифракционные картины, можно выявить детали размером всего в миллионные доли миллиметра. Исследователи описывают это как «гигантскую головоломку судоку», где с каждым дополнительным изображением постепенно раскрывается вся картина объекта.
Сканирование показывает слой золота размером около 30 нанометров, тонко и равномерно распределенный по слою серебряной основы (некоторые из самых тонких человеческих волос имеют длину около 50 000 нанометров). Кстати, для сравнения, анализ современных образцов Zwischgold, проведенный в том же исследовании, показал толщину в диапазоне от 48 до 82 нанометров.
Лист чистого золота, произведенный в средние века без серебра, имел бы размеры около 140 нанометров, поэтому Цвишгольд был дешевле в производстве из-за меньшего количества необходимого золота. Возможно, его также было сложно создать, что потенциально требовало специальных инструментов и определенного навыка. Исследователи предполагают, что золото и серебро были соединены вместе перед обработкой в виде единой фольги.
К счастью для скульпторов и позолотчиков, золото и серебро сохраняют однородную морфологию, когда их кристаллы прижаты друг к другу. Однако при реставрации средневекового искусства теперь придется учитывать строение Цвишгольда и пытаться воссоздать тот же материал в современных условиях.
Нанотехнология возникла не пару десятков лет назад — она существует уже сотни лет. Вот один из ее образцов.