古代技术未来光明

Thomas Cavaillé-Fol

神奇的材料，隐秘的流程……诞生于千百年前的古老工艺着实匠心独具。何不借鉴它们，推动当下技术的更新？

玛雅蓝启发了新型纳米结构颜料的发明

尽管这一古老文明早在16世纪就已消失，但在中美洲的壁画、雕塑和陶器上，仍保留着它的蓝色印记。这种蓝色颜料拥有一种非凡特性：永不褪色。“事实上，它是有史以来第一种人造杂化纳米复合材料！”意大利都灵大学结晶学家罗伯托·朱斯泰托赞叹道。说它“杂化”，是因为它由野青树叶的色素和一种名为坡缕石的黏土混合而成；说它“纳米复合”，是因为这一混合发生在分子层面——“加热后，黏土中毛细管中的水就会被色素替代”，色彩因而经久不变。“我们受玛雅工艺启发，发明了更便宜而且不含重金属的新型颜料。”罗伯托·朱斯泰托介绍道。他已经创造了一种“玛雅红”，并在实验室开始了对“玛雅橙”和“玛雅黄”的测试。

古罗马混凝土将使我们的建筑更牢固

对于建筑工程师而言，这真是精彩的一课。“当前的混凝土大桥的预计寿命只有150年，时间一到，就必须进行大修。但一些古罗马建筑已经矗立了整整2000年！”美国加州大学伯克利分校土木与环境工程学教授保罗·蒙泰罗指出。奥秘何在？法国国家科研中心物理学家皮埃尔·列维茨解释道：“他们的水泥源于一些现成的材料——石灰和火山灰。”一旦与水混合，这种混合物就会结晶成一种矿物：水铝黄长石。“正是这种晶体，避免了混凝土罅隙的进一步扩大。”保罗·蒙泰罗介绍道。与我们使用的钢筋混凝土相反，通过相同的结晶过程，罗马人使用的建筑材料还可以在海水中凝结形成含铝雪硅钙石，而且这一反应将持续进行。今天，一些实验室受此启发，在混凝土中掺杂作用类似火山灰的冶金废料。这一改进也颇具环保意义，要知道，罗马人烧制水泥的炉温只有900℃，而如今的工艺高达1450℃，且是全球7%～8%的二氧化碳排放的来源。

古埃及化妆品使我们重新发现铅的价值

古埃及人畫在眼眶上的那些眼影并非只有美化和宗教功能，它们还具有切实的疗效。法国巴黎第六大学分子与结构考古实验室主任菲利普·沃尔特指出：“最令人惊讶的是，这一特性竟缘于其中几种素以毒性闻名的铅盐，尤其是羟氯铅！”不过我们知道，在医药方面，毒性的大小往往取决于剂量。

菲利普·沃尔特的科研团队提取出保存在古代陶罐中的化妆品成分，对它们引发的皮肤细胞的反应进行了分析。“亚微摩尔的铅盐对皮肤的损伤并不大，反而还会促使细胞生成一氧化氮，激发非特异性免疫反应。”菲利普·沃尔特解释道。在尼罗河流域的沼泽环境中，这一效应能有效预防尤其在洪泛期流行的眼疾。可以把重金属重新纳入我们的药典吗？医学界似乎忘了“毒理学之父”帕拉赛尔苏斯的教诲：唯剂量决定毒性。

印度铁柱催生了新型抗氧化金属

为何这根高达7米、重达6吨的铁柱能够屹立1600年而不生锈？已于2009年过世的冶金工程学博士拉马穆尔西·巴拉苏布拉马尼安找到了其中的原因。借助化学分析和X射线，他发现这根铁柱的用料十分纯净，含铁量竟然高达99.72%——直至19世纪，西方人才学会了生产如此高纯度的铁。他还证明，人们有意或者无意添加的磷能够生成一层由铁、氢和磷酸盐构成的薄膜，它大大降低了铁柱的腐蚀速度。耐腐蚀金属涂层方面的专家、美国Eon Coat公司的工程师如今正在尝试借鉴这种工艺。

中国陶瓷挑战磁铁制造商

中国宋代的陶瓷令一些物理学家感到震惊。据法国国家科研中心古代材料专家菲利普·肖介绍，“‘油滴盏上的黑釉由一种纯净的、罕见ε晶相氧化铁组成。”这一晶相的矫顽力极强，尤其适合制造磁铁和磁盘。但以当前的生产手段，它们时常会与其他氧化铁晶体——如赤铁矿——混合。“可是早在1000多年以前，中国工匠就以近乎工业生产的方式获得了非常纯净的材料，而且那些陶瓷的产量极高！”到底有什么秘诀？“借助龙窑——一种依山而建的多重窑炉，他们精确地控制了陶瓷的焙烧环境。”菲利普·肖指出，“正确的加热时间、温度和冷却过程正是其中的关键，因为以相同原料生产的其他陶瓷并不具有相同的纯度。”现在的任务，是找到千年古磁铁的制造工艺。