Физики выяснили, как в Средние века создавалась золотая фольга толщиной 30 нанометров

Новейшие нанотехнологии 3D-сканирования помогли раскрыть некоторые секреты средневекового материала цвишгольд (zwischgold — «между золотом»). Это ультратонкая металлическая фольга, состоящая из верхнего слоя золота и серебряной основы. Фольга использовалась для позолоты скульптуры, рассказывает ScienceAlert. Научная статья с описанием исследования вышла в журнале Nanoscale.

Были изучены микроскопические образцы фольги середины XIV века из алтаря, первоначально находившегося в горной часовне на Альп-Лейггерн (кантон Вале, Швейцария), а теперь выставленного в Швейцарском национальном музее.

«Хотя цвишгольд часто использовался в Средние века, до сих пор об этом материале было известно очень мало», — говорит физик Бенджамин Уоттс из Института Пауля Шеррера в Швейцарии.

Уоттс и его коллеги использовали сложную технику микроскопии, называемую птихографической томографией, которая пропускает рентгеновские лучи через образец материала для создания теней различной интенсивности. Это называется «дифракционные картины». С их помощью можно выявить детали, размер которых может составлять всего лишь миллионные доли миллиметра.

Сканирование показало слой золота размером около 30 нанометров, тонко и равномерно распределенный по серебряному базовому слою (некоторые из самых тонких человеческих волос имеют толщину около 50 000 нанометров). Для сравнения, анализ современных образцов цвишгольда показал толщину от 48 до 82 нанометров. Чистое сусальное золото, произведенное в средние века без серебра, имело бы размер около 140 нанометров, поэтому производство цвишгольд был дешевле.

Исследование помогло раскрыть рецепт изготовления фольги, который в Средние века, скорее всего, держался в тайне. Сначала фольга из золота и серебра создавалась отдельно, при этом золотая пленка должна была быть намного тоньше. Затем обе фольги соединяли вместе.

Искусствовед Цин Ву из Цюрихского университета в Швейцарии: «Для этого требовались специальные инструменты для битья и емкости, с различными материалами, в которые вставлялась фольга. Это была достаточно сложная процедура, требовавшая высокой квалификации».

К счастью, золото и серебро сохраняют единую морфологию, когда спрессованы вместе.

«Многие считают, что технологии в средние века были примитивны. Наоборот: это был период, когда металлургия и техника золочения были невероятно хорошо развиты», — говорит Ву.

3D-изображения, полученные в рамках этого исследования, выявили один из недостатков цвишгольда, несмотря на его относительную доступность: серебро в смеси перемещается наверх даже при комнатной температуре и может покрыть золото. Это, в свою очередь, приводит к коррозии, поскольку серебро вступает в контакт с воздухом — со временем материал становится черным. Помочь может использование лака — средневековые мастера применяли смолу, клей и т.п.

Однако с течением веков такой лак разлагается. Исследователи надеются, что в ближайшем будущем смогут разработать специальный материал, чтобы восстанавливать произведения искусства.

Исследование: есть ли гендерная дискриминация у художников или женщины и правда «хуже рисуют»?

Раскрыт секрет изготовления знаменитых цветных стеклянных бусин викингов