پشت‌پرده تغییر رنگ کاخ ساخته شده از طلا

الحمرا که توسط آخرین فرمانروای اسپانیا ساخته شده، یک قصر سلطنتی است که به مدت ۸۰۰ سال، بر فراز شهر گرانادا می‌درخشد. در طول روز، به نظر می‌رسد که رنگ‌های این قصر تغییر می‌کنند و به مانند یک فانوس نارنجی مایل به قرمز، زیر نور خورشید نیمه‌روز خودنمایی می‌کنند و پس از آن، در نور محو غروب نیز به رنگ‌ صورتی مایل به قرمز درمی‌آیند. در داخل، درب‌ تالارهای طلاکاری شده قصر الحمرا نیز به آرامی تغییر رنگ داده است. پس از قرن‌ها هوازدگی طبیعی، بخش‌های طلایی کاخ و دیوارهای آراسته و سفیدکاری شده آن، به رنگ بنفش مات و لکه‌دار درآمده‌اند. لکه‌ای که دو دانشمند بالاخره علت به وجود آمدن آنها را کشف کرده‌اند.

کارولینا کاردل، کانی‌شناس دانشگاه گرانادا و ایزابل گوئرا، متخصص میکروسکوپی، در مقاله منتشر شده خود نوشته‌اند:منشا آن تاکنون ناشناخته مانده است.2ش

طلا یکی از کم‌واکنش‌ترین فلزات است، بنابراین می‌تواند در آزمون گذر زمان، مقاومت بالایی داشته باشد. این فلز گرانبها، در برابر نور خورشید، رطوبت، آلودگی هوا و دمای پخت مقاوم است، به همین دلیل برای ساخت جواهرات، سکه‌ها، اخیرا برخی از دستگاه‌های الکترونیکی، بسیار ارزشمند است.

تغییر رنگ عجیب دیواره‌های قصر الحمرا

این فلز نرم و چکش‌خوار، هم‌چنین برای تزئین کاخ‌ها، زیورآلات، بازوها و زره‌های نظامی و آثار هنری با استفاده از تکنیکی به نام تذهیب استفاده می‌شد. در مورد قصر الحمیرا در اسپانیا، پوشش ورق نازک طلایی که بر روی ورقه‌های قلع انعطاف‌پذیر خودنمایی می‌کند، به منظور تزئین دیوارهای کاخ استفاده شده است. اما با گذشت زمان، سطوح مذکور به رنگ ارغوانی عجیبی درآمدند که در قرن نوزدهم بالافاصله با پوشش گچی سفید پوشانده شدند.

تبدیل درخشش گرم طلا، به بنفش کبود، یک ترفند شیمی است که از زمان‌های قدیم کشف و درک شده است. کیمیاگران رومی با استفاده از ترکیب اسید نیتریک و اسید کلریدریک به نام هیدروکلرید اسید نیتریک یا آبی رژیا، از این تکنیک برای رنگ‌آمیزی شیشه در قرن چهارم بهره می‌بردند. به گفته مایکل فارادی، مخترع و دانشمند، این واکنش که تیزاب سلطنتی (Aqua regia) نیز نام دارد، طلا را به ذرات ریز حل کرده و نور را به رنگ‌های قرمز یاقوتی، بنفش و آبی پراکنده منعکس می‌کند. با این حال، تا به امروز، هیچ نشانه‌ای از هیدروکلریک اسید و نیتریک اسید روی دیواره‌های قصر الحمرا شناسایی نشده است. بدون واکنش Aqua regia، احتمالا یک فرآیند شیمیایی متفاوت در تغییر رنگ این قصر نقش دارد.

کاردل و گوئرا با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی که مجهز به مجموعه‌ای از طیف‌سنج‌ها برای آشکارسازی ترکیب شیمیایی پوشش طلای الحمرا، در مقیاس نانو است، شروع به بررسی کردند. پس از مطالعه دیواره‌های قصر الحمرا و مدل‌سازی هوازدگی شیمیایی که به احتمال زیاد روی داده است، محققان دریافتند که ترکیبی غیرمنتظره از فرآیندهای الکتروشیمیایی، احتمالا ممکن است سطوح آسیب‌دیده را به رنگ بنفش درآورده باشد.

نمای نزدیک از دیواره‌های تغییر رنگ داده قصر الحمرا

یافته‌های دو محقق از علت تغییر رنگ عجیب قصر الحمرا

کاردل و گوئرا حفره‌ها و شکاف‌هایی به شکل دهانه در ورق طلا پیدا کردند، این کانال‌ها احتمالا از طریق رطوبت، به ورق قلع زیرین رسیده و وقتی دیواره‌ها عاری از جرم بودند، باعث خوردگی و پوسیدن شده است. اما جایی‌که دیوارها با خاک پوشانده شده‌اند، این طلا بوده که زنگ زده است. طلا که طی این فرآیند، از الکترون‌های خود جدا شده، به تدریج تجزیه و به طور خود به خود، نانوذراتی به قطر تقریبی ۷۰ نانومتر را تشکیل داده که به گفته دو محقق، اندازه‌ای مناسب برای پراکندگی امواج نوری است که رنگ بنفش را نشان می‌دهند.

با این حال، همه محققان بر این باور نیستند که این فرآیند خوردگی، باعث تغییر رنگ شده است. کاترین لوئیس، شیمیدان آزمایشگاه واکنش سطحی (LRS) در پاریس، در گفتگو با APS Physics گفت:شگفت‌انگیز است که مواد طلایی می‌توانند در طول زمان به ارغوانی تغییر رنگ دهند، اما محققان هنوز آزمایشی برای بازتولید این فرآیند انجام نداده‌اند.

کاردل و گوئرا در مقاله خود عنوان کرده‌اند که تکرار پنج قرن هوازدگی در قالب آزمایش کاری دشوار است و لزوما نمی‌تواند نتایج دقیقی را به همراه داشته باشد.

این دو محقق در ادامه مقاله خود نوشته‌اند:

آنها هم‌چنین گمان می‌برند که وجود نانوذرات طلا و زوال تذهیب‌های دوفلزی احتمالا بیش از آنچه کارشناسان میراث معماری دریافته‌اند، گسترده‌تر است؛ زیرا سطوح محدودی مانند تالارهای طلایی قصر الحمرا وجود دارند که با لایه‌ای سفید پوشانده شده‌اند.

گوئرا و کاردل افزودند:امیدواریم که نتایج به دست آمده به متخصصان اشیاء طلاکاری باستانی به وسیله اطلاعات مربوط به فرآیندهای خوردگی و مواد دخیل و هم‌چنین پیشگیری از زنگ‌زدگی کمک کند.