Chiếc cốc huyền bí mang công nghệ nano này có tên là Lycurgus Cup, vì nó được biết đến từ sự mô tả về một cảnh liên quan đến Vua Lycurgus của Thrace, là một chén thánh La Mã màu xanh ngọc bích 1.600 tuổi với việc thay đổi màu sắc tùy thuộc vào hướng của ánh sáng vào nó. Điều này đã làm các nhà khoa học bối rối kể từ khi chén thánh thủy tinh được mua lại bởi Bảo tàng Anh vào những năm 1950. Họ đã không thể hiểu nổi việc tại sao chiếc cốc xuất hiện màu xanh ngọc khi ánh sáng đến từ phía trước nhưng lại là màu đỏ máu khi ánh sáng đến từ phía sau.
Nhưng bí ẩn đã được giải quyết vào năm 1990, khi các nhà nghiên cứu ở Anh nghiên cứu cẩn thận những mảnh vỡ dưới kính hiển vi và đã phát hiện ra rằng các nghệ nhân La Mã là những người tiên phong về công nghệ nano: Họ đã ngâm tẩm kính với các hạt bạc và vàng, mài giũa chúng cho đến khi chúng đã nhỏ khoảng 50 nanomet đường kính, ít hơn một phần nghìn kích thước của một hạt muối ăn. Công việc đã chứng minh khá rõ ràng là chẳng có cách nào để ảnh hưởng đến kết quả như là một ngẫu nhiên. Trong thực tế, hỗn hợp chính xác của các kim loại trước đó cho thấy rằng những người La Mã đã hoàn thiện việc sử dụng các hạt nano – “một thành tích tuyệt vời”- theo nhà khảo cổ học Ian Freestone của Đại học London.
Khi bắn với ánh sáng, các điện tử thuộc đốm kim loại dao động với cái cách mà làm thay đổi màu sắc tùy thuộc vào vị trí của người quan sát. Bây giờ có vẻ như là công nghệ này đã từng được sử dụng một lần xưa kia bởi những người La Mã để sản xuất mỹ nghệ đẹp, lại có thể có nhiều ứng dụng hơn – công nghệ siêu nhạy cảm được sử dụng bởi những người La Mã có thể giúp chẩn đoán bệnh của con người hoặc xác định các mối nguy sinh học tại các trạm kiểm soát an ninh. Cương Lạc Căn Lưu (Gang Logan Liu), một kỹ sư tại Đại học Illinois ở Urbana-Champaign, người từ lâu đã tập trung vào việc sử dụng công nghệ nano để chẩn đoán bệnh, cùng các đồng nghiệp của ông, đã nhận ra rằng hiệu ứng này cung cấp tiềm năng chưa được khai thác. Họ đã tiến hành một nghiên cứu vào năm ngoái, trong đó họ tạo ra một tấm nhựa chứa đầy các hạt nano vàng hay bạc, về bản chất là tạo ra một mảng tương đương với Lycurgus Cup.
Khi áp dụng các dung dịch khác nhau đến tấm nhựa, chẳng hạn như nước, dầu, đường và muối, màu sắc đã thay đổi. Các mẫu thử nghiệm là nhạy cảm hơn 100 lần với mức độ thay đổi của muối trong dung dịch hơn là các cảm biến thương mại hiện nay đang sử dụng kỹ thuật tương tự. Có thể một ngày nào đó cách làm này có thể đưa vào các thiết bị cầm tay để phát hiện mầm bệnh trong các mẫu nước bọt hoặc nước tiểu, hoặc làm trở ngại những kẻ khủng bố đang cố gắng chuyên chở các chất lỏng nguy hiểm trên máy bay. Đây không phải là lần đầu tiên công nghệ La Mã đã vượt quá những gì thời đại ngày nay của chúng ta. Các nhà khoa học nghiên cứu các thành phần của bê tông La Mã, những gì đã chìm xuống dưới biển Địa Trung Hải trong 2.000 năm qua, và phát hiện ra rằng nó vượt trội so với bê tông hiện đại về độ bền và ít gây tổn hại môi trường.
Kiến thức thu được hiện đang được sử dụng để cải thiện bê tông chúng ta sử dụng ngày nay. Chẳng mỉa mai sao khi các nhà khoa học ngày nay chuyển sang các tác phẩm được gọi là của tổ tiên ‘nguyên thủy’chúng ta để trợ giúp trong việc phát triển công nghệ mới?
Cận cảnh chiếc cốc La Mã 1600 tuổi đang được trưng bày tại Bảo tàng Anh.
Bí mật về một chiếc cốc La Mã 1600 tuổi ở Bảo tàng Anh chính là chìa khóa cho một công nghệ mới cực kì nhạy bén, nhờ đó có thể giúp chẩn đoán các bệnh của con người hay định vị các loại chất độc hóa sinh ở các trạm kiểm soát an ninh. Chiếc cốc thủy tinh được chế tác vào thế kỉ thứ 4 sau CN, có tên gọi là “Cốc Lycurgus” bởi hình trang trí có hình vua Lycurgus xứ Thrace bị mắc trong một đám cây nho, do các hành động độc ác chống lại vị thần rượu Dionysus trong thần thoại Hi Lạp.
Hoa văn trang trí trên cốc là hình vua Lycurgus xứ Thrace.
Chiếc cốc có màu xanh ngọc bích khi chiếu sáng từ phía trước và màu đỏ máu khi chiếu từ phía sau, đây là một đặc tính làm đau đầu các nhà khoa học suốt hàng chục năm sau khi họ thu được chiếc cốc vào những năm 1950.
Chiếc cốc có màu xanh ngọc khi chiếu sáng từ phía trước và màu đỏ máu khi chiếu từ phía sau.
Công nghệ nano cổ đại hoạt động như sau: Khi được chiếu sáng, các hạt electron trong mảnh kim loại dao động và biến đổi màu sắc của chiếc cốc dựa vào vị trí của người quan sát. Gang Logan Liu, kĩ sư ở đại học Illinois là người từ lâu đã tập trung vào việc sử dụng công nghệ để chẩn đoán bệnh tật. Cùng với các đồng nghiệp, ông đã nhận ra khả năng tiềm tàng mà hiệu ứng này mang lại. “Người La Mã biết cách chế tạo và áp dụng các hạt nano vào nghệ thuật”, Liu cho biết, “Chúng tôi muốn xem liệu công nghệ này có ứng dụng khoa học nào không”.
Hình ảnh chiếc cốc khi ánh sáng đến từ phía sau
Công nghệ nano cổ đại khiến chiếc cốc biến đổi màu sắc khi được chiếu sáng hoặc khi chứa các loại chất lỏng khác nhau.
Khi các loại chất lỏng khác nhau được đổ đầy cốc, Liu cho rằng chúng sẽ thay đổi cách các electron tương tác với nhau, và từ đó thay đổi màu sắc. Khi nước, dầu, dung dịch đường và dung dịch muối được đổ vào đây, chúng tái hiện một dải các màu dễ nhận biết, ví dụ như xanh lục nhạt cho nước và đỏ cho dầu. Mẫu thử nghiệm này nhạy hơn 100 lần trước sự thay đổi nồng độ của muối so với các cảm biến trên thị trường sử dụng công nghệ tương tự.
Nguồn: Dantri/S.Sonian