Auf vielen Sarkophagen, in Malereien und Hieroglyphen nutzten die alten Ägypter ein leuchtend blaues Pigment. Dieses Kalzium-Kupfer-Silikat entpuppt sich nun als neues, vielseitig anwendbares Nanomaterial. Denn wie US-Forscher herausfanden, bildet das Pigment ultradünne Schichten, die bei Anregung im Nahinfrarot-Bereich leuchten. Da es relativ einfach herzustellen ist, könnte dieses Material neue Anwendungen beispielsweise in der Telekommunikation, in der medizinischen Diagnostik und in der Sicherheitstechnik ermöglichen, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Journal of the American Chemical Society“.
Schon vor mehr als 5.000 Jahren schmückten die alten Ägypter ihre Malereien nicht nur mit natürlichen Pigmenten, beispielsweise aus rötlichen Erden oder Kohle, sondern schufen auch das erste künstlich hergestellte Pigment – das Ägyptisch-Blau. Um diese leuchtend blaue, glitzernde Farbe herzustellen, musste gemahlener Quarzsand mit Kupfererz, Kalkstein und Pflanzenasche vermischt und dann für mehrere Stunden bei knapp 900 Grad Celsius gebrannt werden. Das Ergebnis ist ein feines, blaues Pulver, das nach dem Auftragen leicht glitzert. Von Ägypten aus breitete sich dieses Pigment auch im restlichen Mittelmeerraum aus, in der Antike schmückte es vermutlich die Marmorstatue der Botengöttin Iris im Parthenon.
Ultradünne Nanoblätter und starkes Infrarotleuchten
Tina Salguero und ihre Kollegen von der University of Georgia haben sich dieses alte Pigment nun mit modernen Methoden genauer angeschaut – und wurden überrascht. Denn sie stellten fest, dass das Kalzium-Kupfer-Tetrasilikat (CaCuSi4O10) sehr leicht in extrem feine Schichten zerfällt, so dünn, dass tausend davon so dick wären wie ein menschliches Haar. Dieser leichte Zerfall in Nanoblätter sei besonders deshalb überraschend, weil das Pigment schon so lange bekannt sei, aber noch nie als potenzielles Nanomaterial untersucht worden sei, sagen die Forscher.
Und noch etwas entdeckten die Wissenschaftler: Werden die feinen Silikatschichten kurze Zeit dem Licht ausgesetzt, geben sie anschließend lange Zeit starke Strahlung im Nahinfrarot-Bereich ab. Diese Lumineszenz lässt das Material – mit Infrarotsensoren betrachtet – selbst in absoluter Dunkelheit hell aufleuchten. „Die Kalzium-Kupfer-Silikate eröffnen damit den Weg zu einer neuen Klasse von Nanomaterialien, die besonders für Anwendungen in der biomedizinischen Bildgebung, für Licht emittierende Geräte oder die Sicherheitstechnik geeignet sind“, erklären die Forscher.
So könnte das altägyptische Pigment eingesetzt werden, um Krebszellen im Körper zu markieren und dann gezielt zu zerstören. Wird ein Gegenstand oder ein Ort mit diesem Pigment markiert, wäre er selbst im Dunkeln gut erkennbar. „Damit können wir ein uraltes Material in modernen, technischen Zusammenhängen wieder zum Leben erwecken und nutzen“, konstatieren die Forscher. (Journal of the American Chemical Society, 2013; doi: 10.1021/ja310587c)
(Journal of the American Chemical Society, 26.02.2013 – NPO)
