研究人员揭示古罗马玻璃几个世纪以来腐蚀和结晶形成光子晶体的过程

研究人员揭示古罗马玻璃几个世纪以来腐蚀和结晶形成光子晶体的过程研究人员揭示了几个世纪以来腐蚀和结晶形成光子晶体的过程。大约2000年前，在古罗马，装满葡萄酒、水或异国香水的玻璃容器从集市的桌子上掉落，在地上摔成无数碎片。在随后的几个世纪里，这些碎片被埋在土层和碎石之下，并不断受到温度、湿度和周围矿物质变化的影响。现在，这些微小的玻璃碎片从建筑工地和考古挖掘中被发现，并展现出非同寻常的一面。它们的表面镶嵌着蓝色、绿色和橙色等五彩缤纷的颜色，有些还显示出闪闪发光的金色镜面。这些美丽的玻璃制品通常作为吊坠或耳环镶嵌在珠宝上，而更大更完整的物件则陈列在博物馆中。光子晶体及其意义对于塔夫茨大学Silklab工程学教授、材料科学专家菲奥伦佐-奥梅内托（FiorenzoOmenetto）和朱莉娅-圭德蒂（GiuliaGuidetti）来说，令人着迷的是玻璃中的分子如何经过数千年的重新排列并与矿物重新组合，形成所谓的光子晶体--原子的有序排列，以非常特殊的方式过滤和反射光线。光子晶体在现代科技中有许多应用。它们可用于制造波导、光开关和其他设备，在计算机和互联网上实现快速光通信。由于光子晶体可以阻挡特定波长的光，同时允许其他波长的光通过，因此可用于滤波器、激光器、镜子和防反射（隐形）装置。古罗马玻璃表面的光子晶体微观图。图片来源：GiuliaGuidetti在最近发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项研究中，奥梅内托、圭代蒂及其合作者报告了由玻璃的原始硅酸盐和矿物成分形成的独特原子和矿物结构，这些结构受周围环境的pH值和土壤中地下水水平波动的影响。这个项目始于一次参观意大利理工学院（IIT）文化遗产技术中心的偶然机会。欧梅内托说："架子上这块闪闪发光的美丽玻璃吸引了我们的注意。这是一块在意大利阿奎莱亚古城附近发现的罗马玻璃碎片。"中心主任阿里安娜-特拉维吉亚说，她的团队亲切地称它为'Wow玻璃'。他们决定仔细观察一下。研究人员很快意识到，他们看到的是大自然对光子晶体的纳米加工。奥梅内托说："在泥浆中沉积了两千年的玻璃，最终却成为了纳米光子元件的教科书式范例，这真的很了不起。"腐蚀与重建根据印度理工学院团队的化学分析，这块玻璃碎片的年代在公元前1世纪到公元前1世纪之间，产地是埃及的沙地--这与当时的全球玻璃贸易链条吻合。这块玻璃碎片的主体保留了其原有的墨绿色，但在其表面有一毫米厚的铜锈，几乎呈现出完美的镜面金色反光。奥梅内托和圭代蒂使用了一种新型扫描电子显微镜，它不仅能显示材料的结构，还能提供元素分析。圭代蒂说："这种仪器能以高分辨率告诉你材料是由什么构成的，以及元素是如何组合在一起的。"研究发现，铜绿具有一种分层结构，由高度规则、微米厚的二氧化硅层组成，密度高低交替，类似于被称为布拉格叠层的反射器。每个布拉格堆栈都能强烈反射不同的、波长相对较窄的光线。数十个布拉格叠层的垂直堆积形成了铜绿的金色镜面外观。这种结构是如何逐渐形成的呢？研究人员提出了一种可能的机制，这种机制经过了几个世纪的耐心研究。圭代蒂说："这很可能是一个腐蚀和重建的过程。周围的粘土和雨水决定了矿物质的扩散和玻璃中二氧化硅的周期性腐蚀。与此同时，结合二氧化硅和矿物质的100纳米厚层的组装也在循环进行。其结果是数百层结晶材料形成了令人难以置信的有序排列"。奥梅内托补充说："虽然玻璃的年龄可能是其魅力的一部分，但在这种情况下，如果我们能在实验室中大大加快这一过程，我们可能会找到一种方法来生长光学材料，而不是制造它们。"历史平行衰变和重建的分子过程与罗马城本身有一些相似之处。古罗马人热衷于建造长久的建筑，如渡槽、道路、圆形剧场和神庙。其中许多建筑成为了城市地形的基础。几个世纪以来，这座城市层层发展，建筑物随着战争、社会动荡和时间的流逝而兴衰。在中世纪，人们利用残破和废弃的古建筑材料进行新建。在现代，街道和建筑往往直接建在古代地基之上。圭代蒂说："玻璃表面生长的晶体也反映了城市发展过程中地表条件的变化，是城市环境历史的记录。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391943.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391943.htm

科学家发现帮助古罗马混凝土自我修复的秘密成分

科学家发现帮助古罗马混凝土自我修复的秘密成分混凝土是世界上最常用的建筑材料，但它并非不受损害。天气和压力会导致微小的裂缝，这些裂缝会发展成更大的裂缝，最终威胁到整个结构的完整性。这可能需要昂贵的维护或更换，以防止灾难性的损坏。相比之下，古罗马结构经受了两千多年的时间考验。为了找出原因，科学家们长期以来一直在显微镜下检查材料的样本，以研究其成分并发现赋予这种强度的成分。由意大利一个特定地区的火山灰制成的Pozzolanic材料，具有突出的特点。石灰也是如此，在以前的研究中发现，这有助于混凝土在码头等海洋环境中随着时间的推移变得更加坚固。一种常见的包含物--毫米大小的白色矿物块，称为石灰碎块--通常被视为一种副产品而被忽视，但在新的研究中，研究人员发现，它们的存在可能是有原因的。该研究的主要作者AdmirMasic说："这些石灰碎块的存在仅仅归因于低质量控制，这种想法一直困扰着我。如果罗马人为制造一种杰出的建筑材料付出了如此多的努力，遵循所有经过许多世纪优化的详细配方，为什么他们会在确保生产出混合良好的最终产品方面付出如此少的努力？这个故事一定有更多的内容。"左图：意大利Privernum考古遗址，本研究在那里收集了古代混凝土样品。右图。其中一个样品中的成分的假色图，其中有一个大的钙包合物（红色）MIT研究小组使用了一些成像和化学绘图技术来更仔细地检查石灰碎块，并发现它们是由碳酸钙类型的物质在高温下形成的。这表明它们是通过直接添加（或"热混合"）生石灰制成的，生石灰是一种比古罗马人假定使用的石灰形式更具反应性的形式。"热搅拌的好处是双重的，"Masic说。"首先，当整个混凝土被加热到高温时，它会出现如果只使用消石灰就不可能出现的化学成分，同时产生高温相关的化合物，否则就不会形成。第二，由于所有的反应都加快了，这种温度的提高大大减少了固化和凝固时间，使施工速度大大加快。"但更重要的是，这些石灰碎块在混凝土的自我修复中发挥了积极作用。热搅拌过程使夹杂物变脆，因此，当混凝土中形成微小的裂缝时，它们会比周围的材料更容易穿过石灰块。当水进入裂缝时，就会与石灰发生反应，形成一种溶液，重新硬化成碳酸钙并堵塞裂缝。它还可以与沸石材料反应，进一步加强混凝土本身。因此，研究小组说，这些石灰碎块不是不需要的副产品，而是有其存在的理由。这种自我修复机制可能是古罗马混凝土结构长寿的一个主要因素。为了测试这一假设，研究人员制作了古代和现代混凝土的热混合样本，然后将它们敲碎，并让水长时间流经裂缝。两周后，古代混凝土样本的裂缝已经愈合，阻止了水的流动。另一方面，现代材料则完全没有愈合。研究小组说，这一发现不仅有助于我们了解古代工程的秘密，而且也可以帮助改进现代混凝土配方。为此，研究人员正在采取步骤使这种材料商业化。该研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338305.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338305.htm

为什么婴儿闻起来很香 而青少年闻起来却像山羊？

为什么婴儿闻起来很香而青少年闻起来却像山羊？我们知道，伴随着青春期的一系列发育变化，青少年特有的臭味来自于汗腺的荷尔蒙激活。汗液与独特的微生物群结合产生的气味可以说是独一无二的。但直到现在，这种独特体味的实际化学成分仍相对未知。由德国一个研究小组领导的一项新研究首次比较了青少年和婴儿体味的化学成分，找到了让婴儿闻起来像花朵、让青少年闻起来像羊肉的确切化合物。这项研究汇集了两个群体--18名0到3岁的婴儿和18名14到18岁的青少年。每个研究对象都穿着一件预先处理过的棉质T恤，在腋下垫上垫子，睡了一个晚上。在研究之夜前的48小时内，每个受试者都严格遵守饮食和卫生规范，不使用含香料的清洁用品，不吃辛辣食物。随后，研究人员采用气相色谱-质谱法和气相色谱-olfactometry等多种方法对棉垫进行了分析。根据这些数据，研究人员将体味分解成42种不同的气味活性化合物。总的来说，研究发现婴儿组和青少年组的体味化学成分相对相似。然而，研究人员也发现了一些关键的定量差异，这些差异被认为是造成两组体味不一致的原因。在婴儿体内，一种名为α-isomethylionone的化合物被大量检测到。这种化合物会产生类似紫罗兰的气味。另一种未知的"香水味"将婴儿与青少年区分开来。研究人员推测，这些令人愉悦的气味可能是香水洗涤剂或清洁产品的残留物，尽管经过48小时的冲洗，这些气味仍可能残留在婴儿身上。另一方面，青少年身上的气味则要强烈得多。除了在青少年体味中才发现的一些新化合物外，还检测到了大量的化合物，如4-乙基辛酸（被描述为闻起来像"山羊"）和十二烷酸（被描述为"蜡味"）。两种类固醇化合物--5α-雄甾-16-烯-3-酮和5α-雄甾-16-烯-3α-醇--只在青少年样本中发现。这些化合物被描述为具有类似汗味、尿味、麝香味和檀香味的气味。这项研究的重要启示之一是，人们推测婴儿比青少年气味好闻的主要原因是缺少这些特殊的类固醇化合物。这与其说是婴儿天生好闻的问题，不如说是他们根本不会散发出某些难闻的类固醇化合物。因此，青少年身上的怪味是真实存在的，而且他们闻起来确实有点像山羊和尿液。这项新研究发表在《通讯化学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424562.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424562.htm

BBC-古罗马：一个帝国的兴起和衰亡 (2006) 720P 中字硬字幕

名称：BBC-古罗马：一个帝国的兴起和衰亡(2006)720P中字硬字幕描述：这个带有一定剧情的系列纪录片通过罗马时期的六个关键转折点描述古罗马的兴起和衰亡的故事,但它立足于精确的、广泛的历史研究，向我们展现了那些贪婪的、淫荡的和野心勃勃的人如凯撒、尼禄和康斯坦丁，当然也正是他们促使了罗马帝国的形成。同时它还描述了罗马怎么毁灭迦太基，被凯撒征服，又怎么镇压犹太人的反叛，转向基督教。链接：https://www.alipan.com/s/7XzeP3Z5ZnE大小：6.41GB标签：#纪录片#历史#BBC#古罗马：#一个帝国的兴起和衰亡：：

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名称：BBC-古罗马：一个帝国的兴起和衰亡(2006)720P中字硬字幕描述：这个带有一定剧情的系列纪录片通过罗马时期的六个关键转折点描述古罗马的兴起和衰亡的故事,但它立足于精确的、广泛的历史研究，向我们展现了那些贪婪的、淫荡的和野心勃勃的人如凯撒、尼禄和康斯坦丁，当然也正是他们促使了罗马帝国的形成。同时它还描述了罗马怎么毁灭迦太基，被凯撒征服，又怎么镇压犹太人的反叛，转向基督教。链接：https://www.alipan.com/s/7XzeP3Z5ZnE大小：6.41GB标签：#纪录片#历史#BBC#古罗马#一个帝国的兴起和衰亡来自：雷锋版权：频道：@shareAliyun群组：@aliyundriveShare投稿：@aliyun_share_bot

曾容纳600名士兵 古罗马千年军营因干旱重见天日

曾容纳600名士兵古罗马千年军营因干旱重见天日今年入夏以来，欧洲遭遇了遭遇了数十年难遇的干旱，持续的高温少雨天气导致欧洲许多湖泊和众多河流水位下降，原本被水体覆盖的一些历史遗迹也暴露出来。据海外媒体8月30日报道，受欧洲严重高温干旱天气影响，近日西班牙加利西亚自治区一条河流水位走低，一处古罗马建筑群遗址重见天日，现场画面颇为壮观。西班牙研究人员在2018年的一项研究中写道，大约在公元75年（距今已有1900多年），古罗马人开始在现在西班牙西北部的加利西亚利马河沿岸建造了军营，约一个世纪后，他们离开了营地。1949年当地修建了一座大坝，形成了阿斯孔查斯水库，曾经的军营也被淹没，今年夏天，受干旱天气影响，水库水位下降，这个古老的营地重新出现在河岸上。据了解，这处建筑群由多个军营、两个粮仓、医院、一座寺庙和温泉浴场组成，在全盛时期曾容纳多达600名古罗马士兵，从航拍照片上可以看到，这是一组杂乱无章、排列整齐的石头建筑，主要由灰褐色的鹅卵石砌成。除了古军营，受干旱天气影响，一些早年间尘封水下的建筑、船只等也纷纷问世重见天日，诉说着那真实发生了的往事。图片自：西班牙《维戈灯塔报》...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310821.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310821.htm