Het kleurrijke geheim van een 1600 jaar oude Romeinse kelk in het British Museum is de sleutel tot een overgevoelige nieuwe technologie die zou kunnen helpen bij het diagnosticeren van menselijke ziekten of het lokaliseren van biologische gevaren bij veiligheidscontrolepunten.
De glazen kelk, bekend als de Lycurgus Cup omdat het een scène met koning Lycurgus van Thracië draagt, lijkt jade groen wanneer het van voren wordt verlicht, maar bloedrood wanneer het van achteren wordt verlicht - een eigenschap die wetenschappers tientallen jaren verbaasde nadat het museum de beker had verworven in de jaren 1950. Het mysterie werd pas in 1990 opgelost, toen onderzoekers in Engeland gebroken fragmenten onder een microscoop onderzochten en ontdekten dat de Romeinse ambachtslieden pioniers op het gebied van nanotechnologie waren: ze hadden het glas geïmpregneerd met deeltjes zilver en goud, vermalen tot ze zo klein waren als 50 nanometer in diameter, minder dan een duizendste van de grootte van een korrel tafelzout. De exacte mix van edele metalen suggereert dat de Romeinen wisten wat ze deden - "een verbazingwekkende prestatie", zegt een van de onderzoekers, archeoloog Ian Freestone van University College London.
De oude nanotech werkt ongeveer zo: wanneer ze met licht worden geraakt, trillen elektronen van de metalen vlekken op manieren die de kleur veranderen, afhankelijk van de positie van de waarnemer. Gang Logan Liu, een ingenieur aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, die zich al lang heeft gericht op het gebruik van nanotechnologie om ziekten te diagnosticeren, en zijn collega's beseften dat dit effect onbenut potentieel bood. "De Romeinen wisten hoe ze nanodeeltjes moesten maken en gebruiken voor prachtige kunst, " zegt Liu. "We wilden zien of dit wetenschappelijke toepassingen zou kunnen hebben."
Wanneer verschillende vloeistoffen de beker vulden, vermoedde Liu, zouden ze veranderen hoe de vibrerende elektronen in het glas op elkaar inwerken, en dus de kleur. (De hedendaagse zwangerschapstests maken gebruik van een afzonderlijk op nano gebaseerd fenomeen om een witte lijn roze te maken.)
Omdat de onderzoekers geen vloeistof in het kostbare artefact zelf konden stoppen, hebben ze in plaats daarvan miljarden kleine putjes op een plastic plaat geprint ter grootte van een postzegel en besproeid de putten met gouden of zilveren nanodeeltjes, waardoor in wezen een array met miljarden ultra werd gecreëerd -miniatuur Lycurgus-bekers. Toen water, olie, suikeroplossingen en zoutoplossingen in de putten werden gegoten, vertoonden ze een reeks gemakkelijk te onderscheiden kleuren - bijvoorbeeld lichtgroen voor water en rood voor olie. Het prototype was 100 keer gevoeliger voor veranderde zoutniveaus in oplossing dan huidige commerciële sensoren die vergelijkbare technieken gebruiken. Het kan ooit zijn weg vinden naar draagbare apparaten voor het detecteren van ziekteverwekkers in monsters van speeksel of urine, of voor het dwarsbomen van terroristen die gevaarlijke vloeistoffen in vliegtuigen proberen te vervoeren.
De originele Lycurgus Cup uit de vierde eeuw na Christus, waarschijnlijk alleen voor speciale gelegenheden gemaakt, toont koning Lycurgus verstrikt in een wirwar van wijnstokken, vermoedelijk voor slechte daden begaan tegen Dionysus, de Griekse god van de wijn. Als uitvinders erin slagen om een nieuw detectietool van deze oude technologie te ontwikkelen, is het de beurt aan Lycurgus om de verstrikkingen te doen.
