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来源：世界风情画（ID：finkeeper）
作者：杂杂妹
提到中世纪您会想起什么？
【颠覆性发现！中世纪时期就有了“纳米材料”！】（杂杂妹：肮脏的街道 ， 奇葩的药方 ， 日渐热络的航海冒险 ， 不断发生的战争和瘟疫……）
这些都是事实 ， 在公元5至15世纪这1000年 ， 全世界皆处在这种科学不太发达 ， 所以迷信横行 ， 而人口大增 ， 又使得大家急于拓展市场 。
（杂杂妹：那么 ， 中世纪又有什么神奇之处呢？）
最近 ， 科学家在研究中世纪艺术品时 ， 发现了一种“纳米材料” ， Zwischgold(部分黄金)：它是一种由金顶层和银底层组成的超薄金属箔 ， 用于给雕塑镀金 。 过去 ， 人们只研究了该材料的2D横截面 ， 但在一项新的研究中 ， 研究人员首次能够创建Zwischgold的3D模型 ， 揭示了它是如何组装的 ， 以及为什么历史学家在修复中世纪艺术时可能会面临怎样的挑战 。
被研究的四个15世纪的样本包括一个来自祭坛的样本 ， 这个祭坛原本位于瑞士瓦莱州Alp Leiggern的一个山区教堂 ， 现在在瑞士国家博物馆(Landesmuseum Zürich)展出 。
虽然Zwischgold在中世纪经常被使用 ， 但至今对这种材料知之甚少 。 来自瑞士保罗·谢勒研究所的物理学家本杰明·沃茨（Benjamin Watts）告诉记者：“所以我们想用3D技术来研究这些样本 ， 这种技术可以看到非常细微的细节 。 ”
为此 ， Watts和他的同事使用了一种复杂的显微镜成像技术体层摄影术它让X射线穿过材料样本 ， 产生不同强度的阴影 ， 称为衍射图案 。
通过调整成像技术并结合不同的衍射图案 ， 有可能揭示出百万分之一毫米大小的细节 。 研究人员将其描述为类似于一个“巨型数独谜题其中物体的整个图像随着每个附加图像而逐渐显现” 。
扫描显示一层大约30纳米的金层 ， 薄而均匀地覆盖在银基层上(一些最细的人类头发大约为50 ， 000纳米) 。 相比之下 ， 在同一项研究中进行的Zwischgold现代样品分析测量的厚度在48至82纳米范围内 。
中世纪生产的不含银的纯金叶子大约有140纳米厚 ， 所以Zwischgold的生产成本更低 。
它的制作可能也很复杂 ， 可能需要特殊的敲打工具和装有不同材料的袋子来插入箔片 。 研究人员认为 ， 金和银在加工成单独的箔片之前会被锤打在一起 。
对雕塑家和金匠来说 ， 幸运的是 ， 当晶体被压在一起时 ， 金和银保持了统一的形态 。 这需要专家的专业知识——这不是任何人都能做的工作 。 以及一份极有可能被保密的工作 。
这篇论文的第一作者 ， 来自瑞士苏黎世大学的Wu Qing说 ， “很多人认为中世纪是‘黑暗时代’ ， 恰恰相反：这不是黑暗时代 ， 而是冶金和镀金技术非常发达的时期” 。
作为这项研究的一部分 ， 3D图像揭示了使用Zwischgold的一个缺点 ， 尽管它相对便宜——混合物中的银移动迅速 ， 即使在室温下 ， 也可以在几天内覆盖黄金 。 随着银与空气中的水和硫接触 ， 这反过来会导致腐蚀——腐蚀会将更多的银吸引到表面 ， 随着时间的推移 ， 材料最终看起来会变黑 。 解决办法是使用某种清漆防止银被氧化变黑 ， 中世纪的工匠会使用树脂、胶水或其他类似的材料来完成这项工作 。
然而 ， 清漆在几个世纪后会失去效力 ， 研究人员的调查还显示 ， 随着时间的推移 ， 腐蚀在一些样本的金属层下挖出了一个缺口 。 研究人员希望在不久的将来 ， 他们可以开发一种特殊的材料来填补空白 ， 修复艺术品 。
“如果我们去除难看的腐蚀产物 ， 清漆层也会脱落 ， 我们将失去一切 ， ”Wu说 ， \"使用ptychographic断层摄影术 ， 我们可以检查这种固结材料的性能 。 \"
参考资料：1、Qing Wu ab Karolina Soppa Elisabeth Müller Julian Müller Michal OdstrcilEsther Hsiao Rho Tsai Andreas Sp?th Mirko Holler Manuel Guizar-SicairosBenjamin Butz Rainer H. Fink和Benjamin Watts ：A modern look at a medieval bilayer metal leaf: nanotomography of Zwischgold（Sep.2022 ， Nanoscale）
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