Artykuły naukowe

Związki srebra i złota do barwienia szkła stosowano już od starożytności. Do połowy XIX w. nie rozumiano mechanizmu pojawiania się barwy w wyniku rozkładu soli srebra i złota, jednak proces ten był powszechnie stosowany. W średniowiecznym szkle zabarwionym na kolor czerwony znajdują się nanocząstki złota o średnicy około 20 nm, w szkle różowym o średnicy około 30 nm, zaś w szkle pomarańczowym nanocząstki o średnicy około 80 nm. Barwione w ten sposób szkło znajdowało zastosowanie między innymi do konstrukcji witraży czy też luksusowych użytkowych wyrobów szklanych. Taki sposób barwienia szkła okazał się bardzo trwały, co pozwala nawet dziś cieszyć się pięknymi żywymi barwami w wielu średniowiecznych (a nawet starożytnych) szklanych dziełach sztuki.

W 1685 r. Andreas Cassius wydał swoją pracę De Auro, w której opisał proces wytwarzania czerwonego szkła przy użyciu mieszaniny HAuCl₄ i SnCl₂, nazwanej później purpurą Kajsusza. Pomimo praktycznego otrzymywania purpury Kasjusza, istota jej powstawania przez długie lata była nieznana. Jakkolwiek bez znajomości podstaw fizyko-chemicznych mechanizmu, otrzymywanie koloidalnego kompleksu na bazie chlorku złota(III) i wodorotlenku cyny(II) opisał w 1659 r. Johann Glauber. Ponadto, w latach 1679–1689, alchemik i wykładowca uniwersytetu w Wittenberdze Johann Kunckel stosował ten sposób barwienia w produkcji seryjnej wyrobów szklanych, z których wiele zachowało się do dziś. Dzięki rozwojowi metod badań fizycznych i fizykochemicznych na przełomie XIX i XX w., udało się bliżej ustalić mechanizm nadawania czerwonego koloru przez cząstki koloidalnego złota. W tym zakresie swoimi badaniami szczególnie zasłużył się Richard Zsigmondy, który postawił tezę, iż zestalone szkło jest koloidem stałym, w którym złoto jest rozproszone. Barwa tego układu koloidalnego jest wynikiem dwóch zjawisk optycznych – absorpcji światła i jego rozpraszania, które zależą m.in. od wielkości i kształtu cząstek fazy zdyspergowanej (koloidy złota mogą mieć różną barwę). Najstarszym znanym wyrobem z czerwonego szkła jest tzw. „Puchar Likurga”, datowany na IV w. n.e., zawierający zarówno cząstki złota, jak i srebra. Średnica nanocząsteczek wynosi około 50–70 nm. W świetle odbitym kielich ten ma kolor jasnozielony, ale kiedy puchar oglądamy w świetle przechodzącym staje się on rubinowoczerwony.

PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA

mgr inż. Magdalena Woźniak

Technolog w Zakładzie Doświadczalnym Oddziału Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie, Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych. Prowadzi badania nad syntezą szkieł fotonicznych zawierających fazę metaliczną w postaci nanocząstek o zróżnicowanych kształtach. Zajmuje się również określeniem wpływu kształtu nanocząstek srebra i złota na barwę uzyskanych szkieł.

m.skowron@icimb.pl