古代技術(shù)未來(lái)光明

Thomas Cavaillé-Fol

神奇的材料，隱秘的流程……誕生于千百年前的古老工藝著實(shí)匠心獨(dú)具。何不借鑒它們，推動(dòng)當(dāng)下技術(shù)的更新？

瑪雅藍(lán)啟發(fā)了新型納米結(jié)構(gòu)顏料的發(fā)明

盡管這一古老文明早在16世紀(jì)就已消失，但在中美洲的壁畫(huà)、雕塑和陶器上，仍保留著它的藍(lán)色印記。這種藍(lán)色顏料擁有一種非凡特性：永不褪色。“事實(shí)上，它是有史以來(lái)第一種人造雜化納米復(fù)合材料！”意大利都靈大學(xué)結(jié)晶學(xué)家羅伯托·朱斯泰托贊嘆道。說(shuō)它“雜化”，是因?yàn)樗梢扒鄻?shù)葉的色素和一種名為坡縷石的黏土混合而成；說(shuō)它“納米復(fù)合”，是因?yàn)檫@一混合發(fā)生在分子層面——“加熱后，黏土中毛細(xì)管中的水就會(huì)被色素替代”，色彩因而經(jīng)久不變。“我們受瑪雅工藝啟發(fā)，發(fā)明了更便宜而且不含重金屬的新型顏料。”羅伯托·朱斯泰托介紹道。他已經(jīng)創(chuàng)造了一種“瑪雅紅”，并在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始了對(duì)“瑪雅橙”和“瑪雅黃”的測(cè)試。

古羅馬混凝土將使我們的建筑更牢固

對(duì)于建筑工程師而言，這真是精彩的一課。“當(dāng)前的混凝土大橋的預(yù)計(jì)壽命只有150年，時(shí)間一到，就必須進(jìn)行大修。但一些古羅馬建筑已經(jīng)矗立了整整2000年！”美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校土木與環(huán)境工程學(xué)教授保羅·蒙泰羅指出。奧秘何在？法國(guó)國(guó)家科研中心物理學(xué)家皮埃爾·列維茨解釋道：“他們的水泥源于一些現(xiàn)成的材料——石灰和火山灰。”一旦與水混合，這種混合物就會(huì)結(jié)晶成一種礦物：水鋁黃長(zhǎng)石。“正是這種晶體，避免了混凝土罅隙的進(jìn)一步擴(kuò)大。”保羅·蒙泰羅介紹道。與我們使用的鋼筋混凝土相反，通過(guò)相同的結(jié)晶過(guò)程，羅馬人使用的建筑材料還可以在海水中凝結(jié)形成含鋁雪硅鈣石，而且這一反應(yīng)將持續(xù)進(jìn)行。今天，一些實(shí)驗(yàn)室受此啟發(fā)，在混凝土中摻雜作用類似火山灰的冶金廢料。這一改進(jìn)也頗具環(huán)保意義，要知道，羅馬人燒制水泥的爐溫只有900℃，而如今的工藝高達(dá)1450℃，且是全球7%～8%的二氧化碳排放的來(lái)源。

古埃及化妝品使我們重新發(fā)現(xiàn)鉛的價(jià)值

古埃及人畫(huà)在眼眶上的那些眼影并非只有美化和宗教功能，它們還具有切實(shí)的療效。法國(guó)巴黎第六大學(xué)分子與結(jié)構(gòu)考古實(shí)驗(yàn)室主任菲利普·沃爾特指出：“最令人驚訝的是，這一特性竟緣于其中幾種素以毒性聞名的鉛鹽，尤其是羥氯鉛！”不過(guò)我們知道，在醫(yī)藥方面，毒性的大小往往取決于劑量。

菲利普·沃爾特的科研團(tuán)隊(duì)提取出保存在古代陶罐中的化妝品成分，對(duì)它們引發(fā)的皮膚細(xì)胞的反應(yīng)進(jìn)行了分析。“亞微摩爾的鉛鹽對(duì)皮膚的損傷并不大，反而還會(huì)促使細(xì)胞生成一氧化氮，激發(fā)非特異性免疫反應(yīng)。”菲利普·沃爾特解釋道。在尼羅河流域的沼澤環(huán)境中，這一效應(yīng)能有效預(yù)防尤其在洪泛期流行的眼疾。可以把重金屬重新納入我們的藥典嗎？醫(yī)學(xué)界似乎忘了“毒理學(xué)之父”帕拉賽爾蘇斯的教誨：唯劑量決定毒性。

印度鐵柱催生了新型抗氧化金屬

為何這根高達(dá)7米、重達(dá)6噸的鐵柱能夠屹立1600年而不生銹？已于2009年過(guò)世的冶金工程學(xué)博士拉馬穆?tīng)栁鳌ぐ屠K布拉馬尼安找到了其中的原因。借助化學(xué)分析和X射線，他發(fā)現(xiàn)這根鐵柱的用料十分純凈，含鐵量竟然高達(dá)99.72%——直至19世紀(jì)，西方人才學(xué)會(huì)了生產(chǎn)如此高純度的鐵。他還證明，人們有意或者無(wú)意添加的磷能夠生成一層由鐵、氫和磷酸鹽構(gòu)成的薄膜，它大大降低了鐵柱的腐蝕速度。耐腐蝕金屬涂層方面的專家、美國(guó)Eon Coat公司的工程師如今正在嘗試借鑒這種工藝。

中國(guó)陶瓷挑戰(zhàn)磁鐵制造商

中國(guó)宋代的陶瓷令一些物理學(xué)家感到震驚。據(jù)法國(guó)國(guó)家科研中心古代材料專家菲利普·肖介紹，“‘油滴盞上的黑釉由一種純凈的、罕見(jiàn)ε晶相氧化鐵組成。”這一晶相的矯頑力極強(qiáng)，尤其適合制造磁鐵和磁盤(pán)。但以當(dāng)前的生產(chǎn)手段，它們時(shí)常會(huì)與其他氧化鐵晶體——如赤鐵礦——混合。“可是早在1000多年以前，中國(guó)工匠就以近乎工業(yè)生產(chǎn)的方式獲得了非常純凈的材料，而且那些陶瓷的產(chǎn)量極高！”到底有什么秘訣？“借助龍窯——一種依山而建的多重窯爐，他們精確地控制了陶瓷的焙燒環(huán)境。”菲利普·肖指出，“正確的加熱時(shí)間、溫度和冷卻過(guò)程正是其中的關(guān)鍵，因?yàn)橐韵嗤仙a(chǎn)的其他陶瓷并不具有相同的純度。”現(xiàn)在的任務(wù)，是找到千年古磁鐵的制造工藝。