Den fargerike hemmeligheten til en 1600 år gammel romersk kalk ved British Museum er nøkkelen til en overfølsom ny teknologi som kan bidra til å diagnostisere menneskelig sykdom eller finne biohazards på sikkerhetskontrollen.
Glasskalisen, kjent som Lycurgus Cup fordi den bærer en scene som involverer kong Lycurgus av Thrakien, fremstår som jadegrønn når den er tent fra fronten, men blodrød når den er tent bakfra - en eiendom som undret forskere i flere tiår etter at museet skaffet koppen på 1950-tallet. Mysteriet ble ikke løst før i 1990, da forskere i England gransket ødelagte fragmenter under et mikroskop og oppdaget at de romerske håndverkerne var pionerer i nanoteknologi: De hadde impregnert glasset med partikler av sølv og gull, malt ned til de var så små som 50 nanometer i diameter, mindre enn en promille på størrelse med et korn bordsalt. Den eksakte blandingen av edle metaller antyder at romerne visste hva de gjorde - "en fantastisk bragd, " sier en av forskerne, arkeologen Ian Freestone fra University College London.
Den gamle nanotek fungerer noe slik: Når de blir truffet med lys, vibrerer elektroner som tilhører metallflekkene på måter som endrer fargen avhengig av observatørens stilling. Gang Logan Liu, ingeniør ved University of Illinois i Urbana-Champaign, som lenge har fokusert på å bruke nanoteknologi for å diagnostisere sykdom, og kollegene hans innså at denne effekten ga uutnyttet potensial. "Romerne visste hvordan de skulle lage og bruke nanopartikler for vakker kunst, " sier Liu. "Vi ønsket å se om dette kunne ha vitenskapelige applikasjoner."
Når forskjellige væsker fylte koppen, mistenkte Liu, ville de endre hvordan de vibrerende elektronene i glasset samvirket, og dermed fargen. (Dagens hjemmets graviditetstester utnytter et eget nanobasert fenomen for å gjøre en hvit strek rosa.)
Siden forskerne ikke kunne legge væske i den dyrebare artefakten, trykket de i stedet milliarder av bittesmå brønner på en plastplate som var på størrelse med et frimerke, og sprayet brønnene med nanopartikler av gull eller sølv, og skapte egentlig en matrise med milliarder ultra -miniature Lycurgus Cups. Når vann, olje, sukkerløsninger og saltløsninger ble hellet i brønnene, viste de en rekke enkle å skille farger - for eksempel lysegrønn for vann og rød for olje. Prototypen var 100 ganger mer følsom for endrede nivåer av salt i løsning enn nåværende kommersielle sensorer ved bruk av lignende teknikker. Det kan en dag gjøre vei inn i håndholdte enheter for å oppdage patogener i prøver av spytt eller urin, eller for å hindre terrorister som prøver å føre farlig væske på flyene.
Den opprinnelige Lycurgus Cup fra fjerde århundre e.Kr., antagelig tatt ut bare for spesielle anledninger, skildrer kong Lycurgus, bundet i en floke av vinranker, antagelig for onde handlinger begått mot Dionysus, den greske vinguden. Hvis oppfinnere klarer å utvikle et nytt påvisningsverktøy fra denne gamle teknologien, vil det være Lycurgus 'tur til å gjøre det.
