Nanomateriales y arte

La nanotecnología suele ser asociada con la era moderna, siendo una de las principales consecuencias de la física cuántica. Sin embargo, se han encontrado obras y objetos, que datan de hace miles de años, hechos de nanomateriales, tales como el azul en las pinturas mayas y la copa de Licurgo. Ambos ejemplares con propiedades únicas que tienen explicación gracias a esta disciplina.

¿Qué son los nanomateriales?

Los nanomateriales se caracterizan por la homogeneidad y el tamaño promedio de sus partículas, considerando el arreglo que estás formen y el tamaño individual de cada una de las partículas que las conforman. En general, viven en la escala de los 100 nanómetros y suelen presentar propiedades especiales que modifican su conductividad eléctrica, magnética y térmica. Existen distintos tipos de nanomateriales y su clasificación dependerá de las dimensiones de estos que por lo general permanece en la escala nanométrica, por lo tanto, tenemos:

• Clústeres: Son nanopartículas cuyas dimensiones permanecen bajo el orden nanométrico.

• Nanotubos o nano fibras: son nanomateriales en dos de sus dimensiones y en la dimensión restante sobrepasa la escala nanométrica. Usualmente toman la forma de extensos tubos hechos de nanopartículas.

• Películas delgadas: estos nanomateriales se caracterizan por tener dos de sus dimensiones por encima del orden nanométrico, formando extensos planos de nanopartículas.

• Policristales: los policristales son nanomateriales que se extienden a través de sus 3 dimensiones por encima de la escala nanométrica, formando estructuras completamente hechas de nanopartículas.

2. La nanotecnología y el arte.

Es natural pensar que este tipo de materiales son resultado de la creatividad humana. Sin embargo, los nanomateriales pueden ser encontrados fuera de un laboratorio en diferentes circunstancias, siendo evidentes en bacterias, en humo ¡incluso en arte antiguo! Como veremos a continuación.

2.1 La Copa de Licurgo, ¿ágata o cristal?

Licurgo fue el rey de los edones de Tracia, durante su mandato, inicia una enemistad con el dios del vino ’Dionisio’ que concluye en la persecución de sus seguidores y en la retirada del Dios del vino. Como venganza a las acciones tomadas por Licurgo, Dioniso envía una sequía a Tracia, lo cual provoca la locura del rey. Como consecuencia a su falta de cordura, Licurgo mata a su propio hijo confundiéndolo con un trozo de hiedra, planta consagrada a Dioniso. Dada la maldición impuesta por el Dios del vino, la sequía no se iría mientras Licurgo se mantuviera en vida, es por ello que su pueblo lo asesina atándolo y arrojándolo a los caballos devoradores de hombres.

Esta última escena queda representada en ’La copa de Licurgo’ un artefacto con dimensiones de 16.5x13.2 cm que data del año 290-325 A.C. y tiene la impresionante particularidad de cambiar de color de un tono verde a uno rojo cuando es expuesto a una fuente de luz, representando la brutalidad con la que fue asesinado el rey de Tracia. El fenómeno es fascinante dado que fue descubierto muchísimos años antes del desarrollo de la teoría electromagnética y cuántica. En un principio se creía que la copa estaba hecha de algún tipo de ágata, no fue hasta 1958 que se empezaron a investigar sus propiedades y se determinó que era otro tipo de material.

2.1.2 La física detrás de la copa.

El análisis químico muestra que la copa en realidad está hecha de vidrio y su composición principal era una combinación de oro y plata, combinado con una pequeña fracción de sosa-cal-sílica y manganeso. Un análisis de microscopia reveló nanopartículas entre 50 y 100 nm, compuestas principalmente de oro y plata en una proporción de 7:3. Estás partículas y su tamaño, son la razón detrás del efecto óptico del cristal. El fenómeno que se hace presente en la copa tiene como nombre ’resonancia de plasmón de superficie localizado’. Este fenómeno ocurre cuando una nanopartícula es menor al tamaño de la cresta de una onda luz, lo que provoca una excitación en la nube de electrones del átomo, donde los electrones se ven repelidos cuando se encuentra por debajo de la onda de luz (máximo) o por encima de la misma (mínimo). Está perturbación modifica el rango de longitudes de onda de la luz que el objeto puede absorber, dando como resultado que aparezcan nuevos colores que un principio el objeto podía estar absorbiendo y ahora repele.

2.2 Azul Maya, el oro mesoamericano

Los colores, a lo largo de la historia, han marcado ciertas tendencias dado a sus propiedades estéticas y su difícil obtención. En particular tenemos el ejemplo del color azul. Este color, en la antigüedad, se obtenía de la piedra semipreciosa llamada lapislázuli que costaba su peso en oro y provenía de Asia (actualmente Afganistán). Su valor llegaba a ser tal que esta piedra podía ser utilizada incluso como método de pago. Por esa misma razón la búsqueda de colores azules que pudieran ser usados como pigmentos fue extensa. Sin embargo, en América, el color azul tiene su propia historia en la forma del azul Maya. Este pigmento artificial tenía propiedades únicas dentro de la diversa gama de colores, destacando su durabilidad en las obras en las que era utilizado, soportando agentes externos como la erosión, la humedad y el calor.

Para dar perspectiva sobre la durabilidad del color, la cultura Maya, se estima, se desarrolló en el año 1800 A.C. y hasta la era moderna en la que vivimos, permaneció plasmada en las ruinas Mayas. Estamos hablando de más de 1800 años en un clima sumamente cálido y húmedo, como lo es lo que ahora se conoce como la península de Yucatán.

2.2.1 La física detrás del azul Maya.

¿Qué es lo que hace del Azul Maya un material tan duradero? Bueno, el misterio no se resolvió hasta el año de 1950, época de pleno auge de la teoría cuántica, donde el polvo azulado fue sometido a una prueba de difracción de rayos x. Este tipo de análisis permite caracterizar los materiales e identificarlos y como resultado se encontró que el azul tenía un colorante índigo, de la planta índigo, un material completamente natural y restos de ¡PALYGORSKITA!. La magia atrás de la unión de ambos materiales surge debido a la inherente porosidad de la Palygorskita. El diámetro de los pequeños hoyos de la Palygorskita ronda, alrededor, de los 2 nanómetros lo que sirve como recubrimiento para las partículas de índigo. De esta forma, el color azul tan representativo en la cultura Maya, podía durar centenares de años y conservarse bajos condiciones extremas como lo son las que existen en el Caribe.

2.3 Nanos y arte

A lo largo del mundo y a través de la historia, se han encontrado múltiples ejemplares que muestran el uso de nanotecnología en épocas donde ni siquiera se tenía noción de su existencia. Hemos visto como la experimentación y la curiosidad llevaron a los mayas al descubrimiento de un nanomaterial capaz de resistir climas extremos. Mientras que a los romanos los condujo al descubrimiento de un material único el cual cambia sus propiedades con la exposición a la luz. Ambos descubrimientos son un claro ejemplo de cómo la ciencia nos ha acompañado a lo largo de nuestra historia y que la nanotecnología no es una invención moderna. Es un avance que ha llegado para quedarse y estar presente en nuestra vida cotidiana.

Referencias 

1. Nahuel Monteblanco (13/Marzo/2021) "Nanotecnología en las iglesias medievale. "https://www.cientificos.pe/?p=1240

2. Monica Luna (21/06/2011) "Los Mayas y la nanotecnología" https://www.elmundo.es/elmundo/2011/06/16/nanotecnologia/1308212180.html

3. José Luis Santos Fernandez (30 de agosto 2013) "La copa de Licurgo, nanotecnología romana de hace1600 años" https://terraeantiqvae.com/profiles/blogs/la-copa-de-licurgo-nanotecnologia-romana-de-hace-1-600-anos

4. José Maria Oliva Montero ’Copa de Licurgo: Cuando ciencia y arte se dan la mano para hacer historia’.

5. DanRobinDanRobin ’Nanopartículas | Qué son? | Aplicaciones’

6. CADMIO ’Introducción a las Nanopartículas Metálicas’

7. Renacimiento Gráfico ’El color azul de los Mayas’