西班牙阿尔罕布拉宫装饰墙壁的金箔为何呈现淤青般的紫色？

阿尔罕布拉宫由西班牙最后一位穆斯林统治者建造，是一座富丽堂皇的宫殿，800 年来一直在格拉纳达市高处熠熠生辉。一整天，它的颜色似乎都在变化，在正午的阳光下像赤土橙色的灯塔，然后在黄昏逐渐消失的光线中呈现粉红色调。

在阿尔罕布拉宫的镀金大厅里，内饰也在慢慢改变颜色。经过几个世纪的自然风化，宫殿的部分金色侧面和华丽的粉墙正在变成斑驳的暗紫色——两位科学家认为他们终于找到了原因。

“在我们之前，金箔上的紫斑，原因仍属未知。”格拉纳达大学矿物学家卡罗琳娜·卡德尔和显微专家伊莎贝尔·格拉在他们的论文中写道。这篇论文介绍了两位搭档如何“剥离”阿尔罕布拉宫风化的墙壁层，探索其中的秘密。

黄金是最不活泼的金属之一，因此它应该经得起时间的考验。这种贵金属可以抵抗阳光、潮湿、空气污染和烘烤温度，这就是为什么它是制作珠宝、硬币以及电子元件——所有你不想降解的东西——的珍贵材料。

柔软且具有延展性的黄金还被用于装饰宫殿、武器和盔甲，以及镀金技术处理的艺术品。就阿尔罕布拉宫而言，最初装饰宫殿墙壁的是极薄的金箔，上面覆盖着柔软的锡片。但随着时间的推移，表面变成了奇怪的紫色，不得不在19世纪用白色石膏涂层覆盖。

金色转为淤青的紫色，这是一种自古以来就被理解的化学现象。通常和硝酸和盐酸的混合物(王水)有关。早在 4 世纪，罗马炼金术士就使用该技术为玻璃着色。王水反应将黄金溶解成微小的颗粒，正如发明家和科学家迈克尔·法拉第在1856年做出的发现——将光散射成红宝石色、紫色和蓝色。

但迄今为止，在阿尔罕布拉宫的墙壁上还没有发现任何硝酸盐酸盐的迹象。如果混合物中没有王水，则必须通过不同的化学过程产生色调变化。

卡德尔和格拉开始配备了一系列光谱仪的扫描电子显微镜进行研究，以揭示镀金层特征的化学成分，直至纳米级。

分析了墙壁并模拟了化学风化过程之后，研究人员发现“电化学过程的意外组合”可能会将受损的表面涂成紫色。

卡德尔和格拉在金箔层上发现了火山口状的微小空隙和裂缝，水分可以通过这些缝隙接触下面的锡箔并腐蚀它。

但在墙壁被污垢覆盖的地方，黄金反而被腐蚀了。剥夺了电子后，黄金逐渐分解并自发形成直径约70纳米的金颗粒，卡德尔和格拉说，这大小合适，可以散射光波，使其呈现紫色。

然而，并不是每个人都相信这种腐蚀过程会产生颜色变化。

巴黎表面反应实验室 (LRS) 的化学家 Catherine Louis 在接受 APS Physics 采访时表示，随着时间的推移，金色材料会变成紫色，这令人惊讶，但指出他们没有进行任何实验测试。

卡德尔和格拉在论文中表示，在实验室中复现五个世纪的风化过程将是一项艰巨的任务，而且不一定能有结果。

“我们研究的对象是自然条件下超过五个世纪风化的真实案例，这限制了我们阐明确切腐蚀模型的能力。”

他们还怀疑金纳米粒子的存在和双金属镀金的退化可能比建筑遗产专家注意到的更为普遍，因为很少有表面会像阿尔罕布拉宫的镀金大厅那样被白色层覆盖。

“这里显示的结果有望帮助古代镀金物体的专家获得与腐蚀方法和干预材料以及腐蚀预防相关的信息。”

该研究发表在《科学进展》上。

https://www.sciencealert.com/after-50-years-scientists-finally-figure-out-how-bacteria-actually-move

Recommend