A antiga nanotecnologia romana fez este copo mudar de cor. Cientistas finalmente decifraram a fórmula

Durante anos, a Taça Lycurgus cativou historiadores de arte, vidreiros e cientistas. Fabricado no século IV, o corpo de vidro da taça gaiola romana transforma-se de verde jade em vermelho rubi sob luz de fundo – um efeito que os estudiosos modernos lutaram para reproduzir adequadamente até agora.

Num anúncio recente, a Universidade de Sheffield, no Reino Unido, informou que os seus especialistas emularam com sucesso o efeito óptico observado na Taça Lycurgus. Para contextualizar, a xícara é feita de vidro dicróico, um material que muda de cor dependendo do ângulo de visão. Pesquisas realizadas em meados do século 20 indicaram que minúsculas nanopartículas de ouro e prata – menores que os comprimentos de onda da luz – contribuíram para a mudança de cor única. No entanto, a equipe liderada por Lisa Hollands, especialista técnica em vidro e cerâmica em Sheffield, é a primeira a realmente demonstrar uma receita funcional e repetível nos tempos modernos.

“Aceitei o desafio sabendo que poderia não funcionar, pois sabia que não era tão simples quanto incorporar nanopartículas prontas em um copo”, disse Hollands ao Gizmodo. O projeto começou como um pedido da equipe de fotônica da universidade para divulgação pública, mas se transformou em um “miniprojeto de pesquisa” com implicações fascinantes para a ciência, acrescentou ela.

Impurezas ou truque genial?

De acordo com o Corning Museum of Glass, os copos-gaiola estão “entre os exemplos mais raros de vidro romano de luxo”. Com certeza – você não precisa ser um vidreiro profissional para apreciar o domínio necessário para criar uma “gaiola” ornamentada sobre um copo de vidro. Mas a Taça Lycurgus é ainda mais rara porque o desenho da sua gaiola é mais figurativo do que geométrico, explicou Hollands.

Os copos-gaiola mais conhecidos possuem conchas com padrões geométricos circulares. A Taça de Licurgo, por outro lado, retrata uma cena gráfica do rei Licurgo da Trácia sendo atormentado pelo deus grego Dionísio e seus vassalos. De acordo com Hollands, trabalhos científicos anteriores usaram pequenas lascas de vidro e encontraram “evidências de nanopartículas em camadas de ouro e prata”, cerca de 3 partes de ouro para 7 partes de prata, mas não partículas individuais de ouro e prata.

“O exame mostrou que as partículas tinham tipicamente 50-80 (nanômetros) de diâmetro, com um núcleo de prata e uma concha de ouro – elas também continham um pouco de cobre”, acrescentou ela. “Embora fragmentos da xícara tenham sido caracterizados, houve tentativas limitadas de derreter o vidro com sucesso e de forma reprodutível, que deram resultados semelhantes aos da própria xícara.”

Pequenas partículas, enorme diferença

Mas estas minúsculas nanopartículas fazem uma enorme diferença. De acordo com Hollands, a luz que reflete na superfície do vidro é espalhada pelas nanopartículas, e o vidro parece opaco e verde devido ao teor de ferro e à luz refletida em diferentes direções. As coisas ficam um pouco mais complicadas quando a luz é transmitida através do vidro, continuou ela.

“Como as nanopartículas são muito menores que o comprimento de onda da luz, as ondas de luz podem afetar os elétrons externos nos átomos das partículas, fazendo-os vibrar”, explicou Hollands.

“Diferentes comprimentos de onda afetarão esses elétrons externos, dependendo da forma, tamanho e composição das partículas”, acrescentou ela, “e alguns farão com que os elétrons ressoem, o que terá o efeito de bloquear essa cor”.

Quando em Roma…

Esse é o mecanismo por trás da réplica da equipe, cujas partículas de liga de prata e ouro têm o efeito de bloquear o azul e o verde, permitindo a passagem do vermelho e do laranja. Em vez de procurar alternativas modernas, a equipa de Hollands tentou simular as matérias-primas a que os artesãos romanos do século IV teriam tido acesso.

Por exemplo, derreter vidro – um material quimicamente muito complexo em seu estado fundido – em um forno a gás produziu resultados muito melhores do que fornos aquecidos eletricamente. A equipe precisava de uma temperatura mais alta do que seria possível para os romanos obterem uma amostra fluida, mas a equipe encontrou maneiras criativas de neutralizar esses efeitos, acrescentou ela.

“O que é surpreendente nesta formulação é que o vidro se auto-ataca”, disse Hollands. “(Obtemos) o efeito sem a necessidade de realizar um tratamento térmico complexo para fazer os cristais crescerem até o tamanho certo – eles são produzidos simplesmente por recozimento para aliviar o estresse.”

Uma exposição especial

A equipe de Hollands conseguiu fazer isso com financiamento mínimo em apenas quatro meses. Mas ela sentiu que seu produto – já impressionante, veja bem – poderia ser melhor, o que resultou em vidro suficiente para um remake moderno da Taça Lycurgus. Se você é fã do Netflix Explodido (Estou), você ficará satisfeito em saber que Elliot Walker, vencedor da 2ª temporada, foi o artista encarregado de fazê-lo. Esta peça será lançada no Festival of the Mind de Sheffield, após o qual se juntará à coleção permanente do Turner Museum of Glass da universidade.

“Ainda estou pesquisando e, trabalhando com cientistas de todo o mundo, espero descobrir o quão perto estou de reproduzir a cor, para que possamos aprimorar ainda mais a receita”, disse Hollands. “Isso mostra que o pessoal técnico nas universidades pode produzir coisas incríveis se tiver espaço, tempo e apoio.”