Znajdź zawartość

Wytrzymałe i lekkie materiały są niezwykle pożądane w przemyśle i życiu codziennym. Mogą one udoskonalić wiele maszyn i przedmiotów, od samochodów przez implanty medyczne po kamizelki kuloodporne. Niestety wytrzymałość i niska masa zwykle nie idą w parze. Poszukujący rozwiązania tego problemu naukowcy z University of Connecticut, Columbia University i Brookhaven National Laboratory wykorzystali DNA i szkło. Dla tej gęstości jest to najbardziej wytrzymały znany materiał, mówi Seok-Woo Lee z UConn. Żelazo może wytrzymać nacisk do 7 ton na centymetr kwadratowy, jest jednak bardzo gęste i ciężkie. Znamy metale, jak tytan, które są lżejsze i bardziej wytrzymałe. Potrafimy też tworzyć stopy metali o jeszcze mniejszej masie i jeszcze większej wytrzymałości. Ma to bardzo praktyczne zastosowania. Na przykład najlepszym sposobem na zwiększenie zasięgu samochodu elektrycznego nie jest dokładanie akumulatorów, a zmniejszenie masy pojazdu. Problem w tym, że tradycyjne techniki metalurgiczne osiągnęły w ostatnich latach kres swoich możliwości, naukowcy szukają więc innych niż metale wytrzymałych i lekkich materiałów. Szkło, wbrew temu co sądzimy, jest wytrzymałym materiałem. Kostka szkła o objętości 1 cm3 może wytrzymać nacisk nawet 10 ton. Pod jednym warunkiem – szkło nie może posiadać wad strukturalnych. Zwykle pęka ono właśnie dlatego, że już istnieją w nim niewielkie pęknięcia, zarysowania czy brakuje atomów w jego strukturze. Wytworzenie dużych kawałków szkła pozbawionego wad jest niezwykle trudne. Naukowcy potrafią jednak tworzyć niewielkie takie kawałki. Wiedzą na przykład, że kawałek szkła o grubości mniejszej niż 1 mikrometr jest niemal zawsze bez wad. A jako że szkło jest znacznie mniej gęste niż metale czy ceramika, szklane struktury zbudowane kawałków szkła o nanometrowej wielkości powiny być lekkie i wytrzymałe. Dlatego też Amerykanie wykorzystali DNA, które posłużyło za szkielet, i pokryli je niezwykle cienką warstwą szkła o grubości kilkuset atomów. Szkło pokryło jedynie nici DNA, pozostawiając sporo pustych przestrzeni. Szkielet z DNA dodatkowo wzmocnił niewielką, pozbawioną wad, szklaną strukturę. A jako że spora jej część to puste przestrzenie, dodatkowo zmniejszono masę całości. W ten sposób uzyskano materiał, który ma 4-krotnie większą wytrzymałość od stali, ale jest 5-krotnie mniej gęsty. To pierwszy tak lekki i tak wytrzymały materiał. Możliwość projektowania i tworzenia trójwymiarowych nanomateriałów przy użyciu DNA otwiera niezwykłe możliwości przed inżynierią. Jednak potrzeba wielu badań, zanim możliwości te wykorzystamy w konkretnych technologiach, stwierdza Oleg Gang z Columbia University. Teraz naukowcy prowadzą eksperymenty z zastąpieniem szkła ceramiką opartą na węglikach. Planują przetestować różne struktury DNA i różne materiały, by znaleźć takie o najlepszych właściwościach. Jestem wielkim fanem Iron Mana. Zawsze zastanawiałem się, jak stworzyć lepszą zbroję dla niego. Musi być one bardzo lekka, by mógł szybciej latać i bardzo wytrzymała, by chroniła go przed atakami wrogów. Nasz nowy materiał jest pięciokrotnie lżejszy i czterokrotnie bardziej wytrzymały od stali. Nasze szklane nanostruktury byłyby lepsze dla Iron Mana niż jakikolwiek inny materiał, stwierdził Lee. « powrót do artykułu

Na wyspie Okinoshima, która w 2017 r. została wpisana na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO, znaleziono fragment szklanej misy [foto] z Persji z czasów dynastii Sasanidów. Sanktuarium shinto Munakata Taisha nawiązało współpracę z ekspertami, którzy zbadali artefakt i szklane ozdoby kirikodama [foto]. Ich wiek określono na koniec V-VII w. n.e. Kobiety nie mają wstępu na wyspę, a świeccy mężczyźni mogą ją odwiedzić tylko raz w roku, w czasie przypadającego 27 maja święta sanktuarium Munakata Taisha. Mężczyźni muszą wykąpać się nago i przeprowadzić rytuał oczyszczający. Wyrażają również zgodę na nieujawnianie szczegółów wizyty. Na Okinoshimie znajduje się sporo cennych obiektów z ceremonii przeprowadzanych między końcem IV a IX w. (w okresie Yamato). Fragment szklanej misy mierzy ok. 6,5 cm. Widać okrągłą podstawę, a powierzchnia jest zadrapana. Eksperci wspominają o cechach rżniętego (rzeźbionego) szkła z czasów Sasanidów. Zespołem naukowców kierował Izumi Nakai, emerytowany profesor Tokyo University of Science, który specjalizuje się w chemii analitycznej. Materiały zbadano za pomocą fluorescencji rentgenowskiej XRF (ang. X-ray fluorescence). Okazało się, że ze stopionym szkłem mieszano spopielone rośliny (to typowe dla sasanidzkich wyrobów szklanych). W przypadku kirikodam naukowcy przypuszczają, że uzyskano je, przerabiając perskie produkty. « powrót do artykułu

Olbrzymie temperatury, jakie panowały podczas eksplozji Wezuwiusza (79 r. n.e.) zamieniły mózg jednej z ofiar w szkło. Naukowcy po raz pierwszy potwierdzili pojawienie się takiego zjawiska w wyniku eksplozji wulkanu. Jak czytamy w New England Journal of Medicine, archeolodzy rzadko mają do czynienia z zachowanymi mózgami zmarłych. Tymczasem właśnie udało się potwierdzić, że u jednej z ofiar Wezuwiusza, mężczyzny z Herkulaneum, doszło do witryfikacji mózgu, czyli przejścia tkanki w stan szklisty. Proces taki może zachodzić pod wpływem szybkiego dostarczenia ciepła. Szczątki mężczyzny leżącego w łóżku zostały odkryte w Herculaneum w latach 60. ubiegłego wieku. Specjaliści sądzą, że był to strażnik miejsca kultu, Collegium Augustalium. Teraz naukowcy z zespołu Piera Paolo Petrone z Uniwersytetu Fryderyka II w Neapolu zauważyli, że ciemna materia wystająca z pozostałości czaszki mężczyzny to zeszklony mózg. Badania znajdującego się w pobliżu drewna wykazały, że panowała tam wówczas temperatura nie wyższa niż 520 stopni Celsjusza. Zdaniem naukowców temperatura taka zapaliła tłuszcz w ciele ofiary i spowodowała odparowanie tkanki miękkiej. W wyniku tego procesu doszło nie tylko do zeszklenia mózgu. W kościach klatki piersiowej mężczyzny znaleziono też zestaloną gąbczastą tkankę. To również unikatowe znalezisko archeologiczne. Podobne tkanki znajdowano u ofiar nalotów dywanowych z czasów II wojny światowej. W przypadku wspomnianej ofiary Wezuwiusza najpierw doszło do gwałtownego wzrostu temperatury, a następnie do szybkiego jej spadku. Mózg mężczyzny najpierw zagotował się, ciśnienie rozsadziło czaszkę, a następnie doszło do gwałtownego spadku temperatury i zeszklenia tkanki mózgowej. To pierwszy przypadek znalezienia zeszklonego ludzkiego mózgu u ofiary erupcji wulkanicznej, oświadczyli naukowcy. « powrót do artykułu

W 2017 roku z pozostałościach po rzymskiej willi w pobliżu Chedworth, jednej z największych tego typu budowli na terenie Wielkiej Brytanii, znaleziono fragment szkła. Mały ozdobiony kawałek zielonego szkła natychmiast zwrócił uwagę naukowców. Czegoś podobnego nigdy wcześniej w Wielkiej Brytanii nie znaleziono. Teraz, po dwóch latach badań, eksperci jednoznacznie orzekli, że znaleziony fragment pochodził z flakonika w kształcie ryby, w którym przechowywano egzotyczne perfumy. Flakonik został wyprodukowany na wybrzeżu Morza Czarnego. Sam fakt, że mieszkańcy willi byli w stanie kupić i sprowadzić luksusowy przedmiot z takiej odległości pokazuje, iż musieli być ludźmi bogatymi i wpływowymi. Fakt, że to jedyne takie znalezisko w Wielkiej Brytanii pokazuje, jak ważna była Chedworth Roman Villa, mówi Nancy Grace, archeolog z National Trust. Jej mieszkańcy mieli kontakty z najdalszymi regionami Imperium Rzymskiego. Pierwszym ekspertem, który badał zn aleziony fragment, była zmarła przed dwoma miesiącami profesor Jennifer Price, archeolog specjalizująca się w rzymskim szkle. Poprosiła ona o pomoc ekspertów z całego świata. W końcu Price odkryła, że badany fragment pochodzi z butelki przechowywanej w Corning Museum of Glass w Nowym Jorku. Znamy jeszcze tylko jeden przykład podobnego flakonika w kształcie ryby pochodzącego z czasów rzymskich. Został on znaleziony na Krymie w grobie z II wieku. Flakoniki wykonano niespotykaną techniką, z ozdobami nałożonymi na wierzch niebiesko-zielonej powierzchni tak, by tworzyły żółte i białe łuski. Otwarte usta ryby służyły za otwór flakonika. Pierwszą próbę podboju Wysp Brytyjskich podjęli Rzymianie za Juliusza Cezara w 55 roku przed Chrystusem. Później się wycofali i przez 100 lat nie próbowali wkraczać z wojskiem na wyspy, jednak ich wpływy rosły dzięki handlowi i polityce. Kolejne rzymskie siły pojawiły się na wyspach dopiero w 43 roku naszej ery, gdy wylądowało tam 40 000 legionistów prowadzonych przez Aulusa Plautiusa. Wkrótce z dodatkowymi siłami przybył sam cesarz Klaudiusz. Cesarz mianował Plautiusa namiestnikiem Brytanii. W roku 47 rzymianie założyli Londinium (Londyn), ogłosili Brytanię rzymską prowincją i zaczęli rozwijać sieć dróg. W latach 75–77 podbito ostatnie plemiona stawiające opór. Brytania w coraz większym stopniu stawała się rzymska. W roku 122 rozpoczęła się budowa Muru Hadriana, który miał oddzielać rzymską Brytanię od szkockich plemion. W 142 roku rozpoczyna się budowa mniej znanego Muru Antonina, położonego o 160 kilometrów na północ od Muru Hadriana. Wał ten porzucono zaledwie 8 lat po jego ukończeniu, gdy legiony rzymskie na stałe wycofały się za Mur Hadriana. Z formalny koniec rzymskiej władzy administracyjnej i wojskowej nad Brytanią uznaje się rok 410, kiedy to cesarz Honoriusz odmówił udzielenia pomocy i zapewnienia ochrony wojskowej rzymskim osadnikom na Wyspach. « powrót do artykułu