År 2015, i en obeskrivlig by cirka 450 km från Chennai, hittades Indien rester av en stad som gick tillbaka till 3-talet. Nu, i trasiga keramikbitar och artefakter från utgrävningsplatsen, Keeladi, har forskare snubblat över världens första kända användning av nanoteknik, för över 6 år sedan. Resultaten har dokumenterats i ett papper publicerat i 'Nature' i november 2020.
"Innan detta hittades de äldsta kända kolnanostrukturerna i Damaskusblad från 16-talet till 18-talet CE," motsvarande författare till tidningen, sa Dr Nagaboopathy Mohan. De Damaskusblad (stålsvärd)faktiskt gjordes också i Indien. "Tekniken för beläggning som används i Damaskusblad verkar bara ha varit känd för indianer," Tillade Mohan.
Innan dess hittades guld- och silver-nanopartiklar i islamiskt keramik från 7-8-talet och i Roman Lycurgus Cup från 4 -talet e.Kr. Dessutom ett korrosionsbeständigt azurblått pigment som kallas Maya blå, som först producerades på 9-talet, upptäcktes i den pre-columbianska mayastaden Chichen Itza. Det är komplext material som innehåller lera med nanoporer i vilka indigo-färgämne kombinerades kemiskt för att skapa ett miljöstabilt pigment.
Nu skjuter denna stora arkeologiska upptäckt i den lilla indiska byn Keeladi den äldsta kända användningen av nanoteknik tillbaka med tusen år.
Kolnanorör är kolrör som är en miljarddels meter i diameter. Deras förekomst upptäcktes 1991 av den japanska forskaren Sumio Iijima. Sedan dess har forskare kommit på många sätt att syntetisera det. Den vanligaste metoden är kemisk ångavsättning, förklarade Mohan, som involverar en komplex process med höga temperaturer från 800 ° C.
Så när forskarna såg svart beläggning på keramikskärmarna trodde de inte att de skulle hitta något extraordinärt. "Egentligen förväntade vi oss att se en amorf typsignatur - i lekmannas termer, en typ av kolpasta," Sa Mohan. Men de såg en sofistikerad teknik nära "perfekt".
Tidningen sa att medeldiametern för dessa nanorör befanns ligga mellan 0.6 nanometer (en nanometer är en miljarddels meter). Den teoretiska gränsen - ett tillstånd där ett system är fritt från defekter - är 0.4 nanometer.
”I praktiken är det inte lätt att syntetisera något material som är felfritt eller nära dess teoretiska standard. Eftersom det alltid kommer att finnas lokala fluktuationer i tryck, temperatur, koncentration etc inblandade i någon syntesprocess, ” Mohan förklarade. "Diametern på kolnanorör som finns i Keeladi -beläggningar, med diametern stängs till den teoretiska gränsen, validerar den exakta kontrollen över tillverkningsprocessen och bevis på behärskning inom denna teknik." Det kan vara därför nanostrukturerna överlevde i två och ett halvt årtusenden.
"Det som gör Keeladi-keramiken unik är att beläggningen har bibehållit sin ytstabilitet och jämnhet, vilket överstiger tidsbestämt slitage," sa Mohan. Det är möjligt att växtbaserade material användes som, när de genomfördes genom en bränningsprocess för keramiktillverkning, nådde temperaturer som ledde till bildandet av nanorör. "Men den exakta tillverknings- och beläggningsprocessen är ännu inte förstådd."
Kolnanostrukturer har hög hållfasthet och låg vikt och är goda ledare för värme och elektricitet. De undersöks nu för användning i elektroniska enheter, sensorer, transistorer, batterier och medicinsk utrustning, bland flera andra applikationer. I Keeladi keramikskärvor var den svarta beläggningen på insidan. Det öppnar möjligheten att även om bosättningen visste hur de skulle syntetiseras, så kanske de inte var medvetna om effekterna.
"Om dessa keramik användes för ätbar beredning, så kunde den antika civilisationen ha varit medveten om den cytotoxiska naturen (mänsklig kompatibilitet) av kolnanorör," sa tidningen. ”Det är en reflektion av frågan,” var de medvetna om toxiciteten? ”. För hittills är kolnanorörens giftiga natur inte riktigt känd, ” sa Mohan.
"Nuvarande nationella policyer ger inte lätt juridiskt godkännande för att använda material för inhemska och ätliga ändamål om dess mänskliga kompatibilitet inte är klart definierad." Så, tillade han, nästa sak att göra skulle vara att förstå syftet med denna beläggning. "Vi kanske kommer att veta något fantastiskt om denna gamla civilisation."
