lunes, enero 19, 2015

El increíble material que pierde una dimensión

El púrpura Han es un pigmento artificial creado por los chinos hace más de 2,500 años, que fue utilizado en pinturas murales y para decorar a los famosos guerreros de terracota, así como en cerámicas, artículos de metal y joyería.

El pigmento es una maravilla tecnológica, realizado a través de un complejo proceso de moler las materias primas en proporciones precisas y calentarlo a temperaturas increíbles.

terracota

Tan intrincado es el proceso, que no fue reconstruido de nuevo hasta 1992, cuando los químicos fueron finalmente capaces de identificar su composición.

Pero esto era sólo el comienzo. Según un informe de prensa en io9, la investigación desde entonces ha descubierto increíbles propiedades del púrpura Han, incluyendo la capacidad de emitir poderosos rayos de luz en el rango del infrarrojo cercano, además de ser capaz de colapsar tres dimensiones a dos bajo las condiciones adecuadas.

La producción del púrpura Han, también conocido como púrpura china, se remonta hasta el 800 antes de Cristo, sin embargo, parece que no se utilizó en el arte hasta las dinastías Qin y Han (221 aC - 220 dC), cuando se aplico a los mundialmente famosos guerreros de terracota.

"Antes del siglo XIX, cuando los métodos de producción modernos hacían pigmentos sintéticos comunes, sólo había tintes púrpuras enormemente caros, un par de minerales violáceos poco comunes y mezclas de rojo y azul, pero no existía un verdadero pigmento púrpura (excepto durante unos cientos de años en la antigua China)", escribió Samir S. Patel en 'Purple Reign: Cómo antiguas farmacias chinas añaden color al ejército del Emperador'.


Por una razón desconocida, el púrpura Han desapareció por completo después del 220 dC, y nunca fue visto de nuevo hasta su redescubrimiento por los químicos modernos en la década de 1990.

purpura han


A diferencia de los tintes naturales, como la púrpura de Tiro (del 1500 aC), que son compuestos orgánicos y por lo general a base de plantas o animales, como el caracol chino, el púrpura Han era un pigmento sintético hecho a partir de materiales inorgánicos.

Sólo se conocen otros dos pigmentos azules o morados hechos por el hombre que han existido en el mundo antiguo (el azul Maya del 800 dC.), A partir de una mezcla caliente de añil y arcilla blanca, y (el azul egipcio), que se utilizo en todo el Mediterráneo y el Cercano y Medio Oriente desde 3,600 aC hasta el final del Imperio romano.

Las similitudes entre el púrpura Han y el  azul egipcio llevaron a que algunos investigadores concluyeran que los chinos pudieron haber aprendido a hacer el pigmento de los egipcios.

Sin embargo, esta teoría ha sido descontada en gran medida a que el azul egipcio no se encontró más al este de Persia.

Entonces, ¿cómo exactamente se tropezó el imperio chino con la fórmula compleja para hacer el púrpura Han, que consistía en la combinación de sílice (arena) con el cobre y bario en proporciones precisas y calentado a aproximadamente 850 a 1000 ° C?

Un equipo de físicos de Stanford publicó un artículo en la revista Journal of Archaeological Science, que propone que el púrpura Han era un subproducto del proceso de fabricación del vidrio, ya que tanto el vidrio y el pigmento púrpura contienen sílice y bario.

El bario hace más brillante el cristal, lo que significa que este pigmento puede ser el trabajo de los primeros alquimistas que intentaban sintetizar el jade blanco.


Investigadores del Museo Británico descubrieron que, cuando se expone a una simple linterna LED, el púrpura Han emite rayos potentes de luz en el rango del infrarrojo cercano.

Según su estudio, publicado en la revista Analytical Chemistry and Bioanalytical, los pigmentos de color púrpura Han aparecen con sorprendente claridad en las condiciones adecuadas, lo que significa que incluso los rastros débiles de color, que son invisibles a simple vista, se pueden ver con sensores infrarrojos.

Las propiedades fluorescentes del púrpura Han no eran la única sorpresa. Los físicos cuánticos de Stanford, del Laboratorio Nacional de Los Alamos y del Instituto de Física del Estado Sólido (Universidad de Tokio) informaron que cuando el púrpura Han se expone al frío extremo y a un campo magnético alto, la estructura química del pigmento entra en un nuevo estado llamado punto crítico cuántico, en el que el material en tres dimensiones 'pierde' una dimensión.

"Hemos demostrado, por primera vez, que el comportamiento colectivo en un material tridimensional mayor puede ocurrir en realidad en sólo dos dimensiones",comento Ian Fisher, profesor asistente de física aplicada en Stanford, en el informe de Stanford.

Los científicos han propuesto que este efecto es debido al hecho de que los componentes están dispuestos como capas de azulejos, por lo que no se apilan ordenadamente.

Cada capas de azulejos esta un poco fuera de sincronía con la capa por debajo de ellos. Esto puede frustrar la ola y obligarlo a ir de dos dimensiones.

Los investigadores han dicho que el descubrimiento puede ayudar a comprender las propiedades requeridas de los nuevos materiales, incluidos los superconductores más exóticos.

El púrpura Han fue sintetizado por primera vez hace más de 2,500 años, pero hemos descubierto recientemente lo exótico de su comportamiento.

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