Le verre romain révèle la nanotechnologie de la nature

Révélations du verre romain – Les cristaux photoniques trouvés dans ces fragments millénaires jouent un rôle essentiel dans la technologie contemporaine.

Dans les rues animées de la Rome antique, un récipient en verre rempli de vin, d’eau ou peut-être d’un parfum rare, tombe et se brise. Au fil des siècles, ces tessons, autrefois oubliés, subissent une étonnante métamorphose en interagissant avec leur environnement.

Déterrés sur des chantiers modernes ou lors de fouilles historiques, ces fragments surprennent les archéologues par leur vibrante mosaïque de teintes irisées – bleues, vertes, orangées, et même des reflets dorés. Aujourd’hui, ces vestiges captivants trouvent souvent leur place dans les expositions des musées ou sont intégrés dans des bijoux uniques.

La science derrière le miroitement

Pour les experts en science des matériaux, les professeurs Fiorenzo Omenetto et Giulia Guidetti du Silklab de l’université de Tufts, l’attrait réside dans la compréhension de la transformation subie par ces tessons. Au fil du temps, la nature a réarrangé les molécules du verre, interagissant avec les minéraux présents, pour créer des cristaux photoniques. Ces structures ordonnées au niveau atomique ont la capacité unique de manipuler la lumière.

Les cristaux photoniques, que l’on trouve dans ces fragments séculaires, jouent un rôle essentiel dans la technologie contemporaine. Qu’il s’agisse de guides d’ondes ou de commutateurs optiques, leur capacité à contrôler le trajet de la lumière améliore la vitesse de l’internet et des ordinateurs. En filtrant ou en réfléchissant des longueurs d’onde spécifiques, ces cristaux sont utilisés dans les lasers, les miroirs et même la technologie furtive.

L’aventure de cette étude a commencé de manière inattendue au Centre pour la technologie du patrimoine culturel de l’Institut italien de technologie. Un fragment rayonnant, vestige de l’ancienne ville d’Aquilée, a attiré l’attention d’Omenetto. Après un examen plus approfondi, ils l’ont identifié comme un composant nanophotonique d’origine naturelle.

Décoder les couches

Provenant des sables d’Égypte, ces pièces de verre témoignent des anciennes routes commerciales mondiales. Bien que leur cœur ait conservé sa teinte vert foncé d’origine, une patine dorée scintillante s’est développée à leur surface. À l’aide de microscopes électroniques à balayage perfectionnés, Omenetto et Guidetti ont décodé les couches complexes de la patine, les comparant à des piles de Bragg – des réflecteurs en couches connus pour leur capacité à manipuler la lumière.

Quelle était donc la recette de la nature pour transformer ces fragments de verre ? Les chercheurs avancent la théorie d’un cycle méticuleux de dégradation et de reformation. Sous l’influence de l’argile, de la pluie et de la présence fluctuante de minéraux, la silice contenue dans le verre subit une corrosion périodique. Simultanément, des assemblages répétés de couches minces de silice et de minéraux ont pris forme, aboutissant à la construction cristalline brillamment ordonnée que l’on observe aujourd’hui.

En comprenant ce processus de formation naturel, l’équipe pense qu’il est possible de le reproduire plus rapidement en laboratoire, offrant ainsi une approche plus organique de la fabrication de matériaux optiques.

Le parcours de ces fragments de verre reflète la propre histoire de Rome. La ville, connue pour ses infrastructures durables telles que les routes et les aqueducs, a subi des transformations au cours des millénaires. De même, ces tessons, qui interagissent avec leur environnement, racontent l’histoire des changements environnementaux au fil du temps.

yogaesoteric
31 octobre 2023