Onderzoekers van de Universiteit van Sheffield zijn erin geslaagd het recept van de beroemde Lycurgusbeker, een 1.600 jaar oud artefact van dichroïsch glas, te reproduceren. Dit bijzondere glas vertoont een kleurverandering van groen naar rood, afhankelijk van of het licht van voren of van achteren komt.
De wetenschap Het effect wordt veroorzaakt door nanodeeltjes van goud en zilver die in het glas zijn ingebed. Deze deeltjes beïnvloeden de trilling van elektronen bij lichtinval, wat resulteert in de specifieke kleurverschuivingen. Hoewel eerdere pogingen tot reproductie bestonden, slaagden Lisa Hollands en Caroline Jackson erin een consistent en reproduceerbaar recept te ontwikkelen na uitgebreid experimenteren met materialen en ovens.
Het resultaat Om dit wetenschappelijke succes te vieren, heeft glaskunstenaar Elliott Walker een hedendaags sculptuur vervaardigd. Dit werk is een artistieke versmelting van het verhaal van koning Lycurgus en de sculptuur van de Farnese Atlas. Het kunstwerk zal uiteindelijk een permanente plek krijgen in het Turner Museum of Glass.
Sculptuur recréeert bijzondere optische effecten van de beroemde Lycurgusbeker
De Lycurgusbeker, die dateert uit circa 400 n.Chr. en is gemaakt van dichroïsch glas, is opmerkelijk vanwege het vermogen om verschillende kleuren te vertonen, afhankelijk van de lichtinval. De beker is vernoemd naar de scène op het oppervlak, die koning Lycurgus van Thracië uitbeeldt. Wanneer de beker van voren wordt belicht, ziet hij er groen uit; wanneer het licht van achteren komt, verandert de kleur in dieprood. Wetenschappers van de Universiteit van Sheffield hebben het originele recept gereproduceerd om een hedendaags glazen sculptuur met hetzelfde optische effect te maken.
De wetenschap achter het kleurverschil
De Lycurgusbeker wordt beschouwd als een van de zeven glazen wonderen van de wereld en is een van de slechts 40 bewaard gebleven glazen kooibekers. Waarom de ongebruikelijke kleureffecten optraden, bleef een mysterie tot 2007. Een team wetenschappers ontdekte toen dat de kleurverschuivingen werden veroorzaakt door de aanwezigheid van nanodeeltjes in het glas, het resultaat van Romeinse ambachtslieden die fijngemalen goud en zilver aan het mengsel toevoegden. Deze nanodeeltjes beïnvloeden de manier waarop de elektronen in de beker trillen als reactie op licht, waardoor de waargenomen kleur verschuift afhankelijk van het standpunt van de waarnemer.
Dit fenomeen is vergelijkbaar met de verschuivende kleuren van 19e-eeuwse daguerreotypieën, die worden veroorzaakt door de verstrooiingseigenschappen van nanodeeltjes. De Romeinen voegden zout toe tijdens het smelten van het silicium (zand) om het glas te maken, en die zouten bevatten goudatomen. Tijdens het smeltproces klonteren deze atomen samen en vormen ze nanodeeltjes, die op hun beurt de kleuren produceren. Dit is vergelijkbaar met hoe elk glas-in-lood wordt gemaakt, en ook met hoe de precieze roosterstructuur van fotonische kristallen iriserende kleuren produceert in de natuur, zoals bij de vleugels van vlinders of in opalen.
Verschillen met andere technieken
Er is echter een essentieel verschil: de nanodeeltjes zijn ingebed in het glas van de beker, terwijl ze bij een daguerreotypie op een substraat liggen. Hierdoor ontstaat er bij een daguerreotypie een reflectie die niet voorkomt bij een artefact zoals de Lycurgusbeker; de verstrooiing van de deeltjes is daar sterk afhankelijk van het substraat.
Bovendien verschuiven de kleuren meer naar de rode kant van het spectrum als men het oppervlak van een daguerreotypie bedekt met een laag goud. Dit sluit aan bij een 19e-eeuwse techniek genaamd "vergulden" (gilding), waarbij de fotograaf een oplossing van goudzout aan het beeld toevoegde om warmere tinten en een scherper contrast te verkrijgen.
De zoektocht naar een ongrijpbaar recept
In 2020 slaagden Nederlandse onderzoekers erin het groen/rode dichroïsche effect van de Lycurgusbeker te reproduceren in een 3D-printbaar nanocomposietmateriaal door kleine hoeveelheden zilver- en goudnanodeeltjes van de juiste grootte en vorm toe te voegen. Er was echter nog niemand die een consistent en reproduceerbaar recept had ontwikkeld.
Wetenschappers van de Universiteit van Sheffield, Lisa Hollands en Caroline Jackson — die laatste een expert op het gebied van Romeins glas — werkten samen om dit recept te vinden. Ze experimenteerden met verschillende typen ovens, materialen en zuurstofniveaus, en voegden op een gegeven moment zelfs suiker aan het mengsel toe.
"Ik wist dat het maken van glas van dit type waarschijnlijk een complexe taak zou zijn, omdat het niet simpelweg gaat om het toevoegen van nanodeeltjes aan glas," aldus Hollands. "Ik heb meer dan 25 jaar met glas gestudeerd en gewerkt, dus ik heb die kennis en ervaring gebruikt, gecombineerd met een modern wetenschappelijk begrip van wat ik probeerde te bereiken — hoewel de Romeinen waarschijnlijk zouden lachen als ze me hadden gezien experimenteren en zouden vragen: 'Waarom weet ze niet hoe ze dit moet maken?'"
Een hedendaags eerbetoon
De experimenten wierpen hun vruchten af toen Hollands een mengsel vond dat glas produceerde met de gewenste optische effecten: groen bij gereflecteerd licht en rood bij tegenlicht. Haar eerste glazen object werd tentoongesteld tijdens LightFest, onderdeel van Molecular Photonic Breadboards, een Brits project dat gericht is op het ontwerpen van nieuwe materialen die de kracht van licht benutten voor duurzame technologieën.
De projectleiders besloten vervolgens om de Britse glaskunstenaar Elliott Walker — winnaar van het tweede seizoen van de Netflix-competitie Blown Away — in te huren om een hedendaags sculptuur te maken als eerbetoon aan de originele Lycurgusbeker.
"Het is zeer zeldzaam om de kans te krijgen te werken met glas dat is ontwikkeld uit oude mengsels en recepten, en het is altijd zeer spannend," zei Walker. "Je krijgt echt een idee van hoe de glasmakers uit het verleden zich aan dit soort glas zouden hebben aangepast; het is alsof je hun hand schudt. Ik wilde het sculptuur qua vorm vrij klassiek houden en het originele verhaal van Lycurgus, zoals getoond op de beker, doorvoeren, maar we hadden een geblazen element nodig om het dichroïsche glas echt te kunnen laten zien. Het stuk is een versmelting van het verhaal van Lycurgus en het sculptuur van de Farnese Atlas, waarbij de wereldbol is vervangen door een beker."
Het publiek krijgt de kans om het sculptuur van Walker in persoon te bewonderen wanneer het volgende maand wordt onthuld in de Millennium Gallery tijdens het Festival of the Mind van de Universiteit van Sheffield. Daarna krijgt het een permanente plek in het Turner Museum of Glass van de universiteit.
Sculptuur recréeert bijzondere optische effecten van de beroemde Lycurgusbeker
De Lycurgusbeker, die dateert uit circa 400 n.Chr. en is gemaakt van dichroïsch glas, is opmerkelijk vanwege het vermogen om verschillende kleuren te vertonen, afhankelijk van de lichtinval. De beker is vernoemd naar de scène op het oppervlak, die koning Lycurgus van Thracië uitbeeldt. Wanneer de beker van voren wordt belicht, ziet hij er groen uit; wanneer het licht van achteren komt, verandert de kleur in dieprood. Wetenschappers van de Universiteit van Sheffield hebben het originele recept gereproduceerd om een hedendaags glazen sculptuur met hetzelfde optische effect te maken.
De wetenschap achter het kleurverschil
De Lycurgusbeker wordt beschouwd als een van de zeven glazen wonderen van de wereld en is een van de slechts 40 bewaard gebleven glazen kooibekers. Waarom de ongebruikelijke kleureffecten optraden, bleef een mysterie tot 2007. Een team wetenschappers ontdekte toen dat de kleurverschuivingen werden veroorzaakt door de aanwezigheid van nanodeeltjes in het glas, het resultaat van Romeinse ambachtslieden die fijngemalen goud en zilver aan het mengsel toevoegden. Deze nanodeeltjes beïnvloeden de manier waarop de elektronen in de beker trillen als reactie op licht, waardoor de waargenomen kleur verschuift afhankelijk van het standpunt van de waarnemer.
Dit fenomeen is vergelijkbaar met de verschuivende kleuren van 19e-eeuwse daguerreotypieën, die worden veroorzaakt door de verstrooiingseigenschappen van nanodeeltjes. De Romeinen voegden zout toe tijdens het smelten van het silicium (zand) om het glas te maken, en die zouten bevatten goudatomen. Tijdens het smeltproces klonteren deze atomen samen en vormen ze nanodeeltjes, die op hun beurt de kleuren produceren. Dit is vergelijkbaar met hoe elk glas-in-lood wordt gemaakt, en ook met hoe de precieze roosterstructuur van fotonische kristallen iriserende kleuren produceert in de natuur, zoals bij de vleugels van vlinders of in opalen.
Verschillen met andere technieken
Er is echter een essentieel verschil: de nanodeeltjes zijn ingebed in het glas van de beker, terwijl ze bij een daguerreotypie op een substraat liggen. Hierdoor ontstaat er bij een daguerreotypie een reflectie die niet voorkomt bij een artefact zoals de Lycurgusbeker; de verstrooiing van de deeltjes is daar sterk afhankelijk van het substraat.
Bovendien verschuiven de kleuren meer naar de rode kant van het spectrum als men het oppervlak van een daguerreotypie bedekt met een laag goud. Dit sluit aan bij een 19e-eeuwse techniek genaamd "vergulden" (gilding), waarbij de fotograaf een oplossing van goudzout aan het beeld toevoegde om warmere tinten en een scherper contrast te verkrijgen.
De zoektocht naar een ongrijpbaar recept
In 2020 slaagden Nederlandse onderzoekers erin het groen/rode dichroïsche effect van de Lycurgusbeker te reproduceren in een 3D-printbaar nanocomposietmateriaal door kleine hoeveelheden zilver- en goudnanodeeltjes van de juiste grootte en vorm toe te voegen. Er was echter nog niemand die een consistent en reproduceerbaar recept had ontwikkeld.
Wetenschappers van de Universiteit van Sheffield, Lisa Hollands en Caroline Jackson — die laatste een expert op het gebied van Romeins glas — werkten samen om dit recept te vinden. Ze experimenteerden met verschillende typen ovens, materialen en zuurstofniveaus, en voegden op een gegeven moment zelfs suiker aan het mengsel toe.
"Ik wist dat het maken van glas van dit type waarschijnlijk een complexe taak zou zijn, omdat het niet simpelweg gaat om het toevoegen van nanodeeltjes aan glas," aldus Hollands. "Ik heb meer dan 25 jaar met glas gestudeerd en gewerkt, dus ik heb die kennis en ervaring gebruikt, gecombineerd met een modern wetenschappelijk begrip van wat ik probeerde te bereiken — hoewel de Romeinen waarschijnlijk zouden lachen als ze me hadden gezien experimenteren en zouden vragen: 'Waarom weet ze niet hoe ze dit moet maken?'"
Een hedendaags eerbetoon
De experimenten wierpen hun vruchten af toen Hollands een mengsel vond dat glas produceerde met de gewenste optische effecten: groen bij gereflecteerd licht en rood bij tegenlicht. Haar eerste glazen object werd tentoongesteld tijdens LightFest, onderdeel van Molecular Photonic Breadboards, een Brits project dat gericht is op het ontwerpen van nieuwe materialen die de kracht van licht benutten voor duurzame technologieën.
De projectleiders besloten vervolgens om de Britse glaskunstenaar Elliott Walker — winnaar van het tweede seizoen van de Netflix-competitie Blown Away — in te huren om een hedendaags sculptuur te maken als eerbetoon aan de originele Lycurgusbeker.
"Het is zeer zeldzaam om de kans te krijgen te werken met glas dat is ontwikkeld uit oude mengsels en recepten, en het is altijd zeer spannend," zei Walker. "Je krijgt echt een idee van hoe de glasmakers uit het verleden zich aan dit soort glas zouden hebben aangepast; het is alsof je hun hand schudt. Ik wilde het sculptuur qua vorm vrij klassiek houden en het originele verhaal van Lycurgus, zoals getoond op de beker, doorvoeren, maar we hadden een geblazen element nodig om het dichroïsche glas echt te kunnen laten zien. Het stuk is een versmelting van het verhaal van Lycurgus en het sculptuur van de Farnese Atlas, waarbij de wereldbol is vervangen door een beker."
Het publiek krijgt de kans om het sculptuur van Walker in persoon te bewonderen wanneer het volgende maand wordt onthuld in de Millennium Gallery tijdens het Festival of the Mind van de Universiteit van Sheffield. Daarna krijgt het een permanente plek in het Turner Museum of Glass van de universiteit.
Groetjes,