Нанотехнологии для исследования античности
 Определения чернил в одной единственной букве, из сохранившейся древней рукописи. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Исследователи-искусствоведы используют исторические записи о способах и рецептах создания органических пигментов из растений и других натуральных материалов для того, чтобы лучше понять древние торговые маршруты, выявить «взаимоотношения» между различными предметами искусства, обнаруживать подделки и правильно располагать предметы искусства в историческом контексте.
В последние годы для выявления материалов, использовавшихся при создании тех или иных произведений искусства, все чаще применялись бесконтактные методы, такие как флюоресцентная спектроскопия или спектроскопия в ультрафиолетовом и видимом диапазонах излучения, а также комбинационное (Рамоновское) рассеяние. Главный изъян подобных методов состоит в их недостаточной чувствительности к некоторым наиболее важным составам, использовавшимся художниками и промышленниками, – органическим краскам. Проблема в том, что подобные краски обычно использовались в чрезвычайно низкой концентрации и их спектры, полученные в результате исследований, не достаточно выражены для идентификации.
Исследователи из департамента научных исследований Metropolitan Museum of Art в Нью-Йорке видоизменили существующую оптическую методику для того, чтобы обнаружить самую раннюю краску, использовавшуюся античными художниками. Они предложили использовать так называемый метод SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy или Surface Enhanced Raman Scattering, т.е. поверхностно-усиленная методика Рамановской спектроскопии или Рамановского рассеяния). В предложенном подходе предлагается добавлять к образцу серебряные наночастицы перед освещением лазерным излучением. Органическая краска образует тонкую пленку на поверхности добавленных наночастиц; при освещении лазером, вокруг этих «систем» формируются поверхностные плазмоны, взаимодействующие с излучением и усиливающие рассеяние. Спектры, полученные таким образом, характеризуют органическое вещество. Подобные идеи ранее использовались в биохимии для идентификации молекул на поверхности металлов. Линии на полученном таким образом спектре достаточно интенсивны; они могут быть идентифицированы, в отличии от спектров, получаемых в традиционных методах.
Новая методика позволяет получить достаточно четкие спектры, даже если органическое вещество присутствует в количестве не более нескольких тысяч молекул. Традиционному подходу было не достаточно органики в чернилах, при помощи которых создавались древние рукописи. Таким образом, раньше было чрезвычайно сложно отличить различные модификации чернил друг от друга, т.к. их химических состав во многом совпадал. Теперь эта проблема исчезла. Подход, предложенный исследователями, был опробован на образце диаметром всего 25 мкм; на детальный анализ образца ушло не более 25 минут.
Одновременно новая методика позволила наделить еще одним инструментом любые области, где нужны доказательства существования определенных следов (определенной органики), в частности, судебную медицину. Среди других возможных приложений открытия сами исследователи предполагаю фармацевтический анализ, биомедицинскую диагностику и т.п.
В данный момент работа в этой области продолжается; ведется создание библиотеки спектров SERS.
Также по теме:
Источники: