Researchers have recreated the world's oldest synthetic pigment, called Egyptian blue, which was used in ancient Egypt about 5,000 years ago.
研究人员在期刊NPJ Heritage Science中报道，他们使用多种原材料和加热时间开发了12种颜料的配方，为研究古埃及材料的考古学家和保护科学家提供了有用信息。这项工作是与卡内基自然历史博物馆及史密森尼博物馆保护研究所合作完成的。
论文第一作者、华盛顿州立大学机械与材料工程学院院长John McCloy表示："我们希望这能成为一个典型案例，展示科学如何助力人类历史研究。这项工作旨在突显现代科学如何揭示古埃及文物中隐藏的故事。"
尽管埃及蓝颜料在古代备受珍视，但关于其制作工艺的考古证据有限。它曾被用作绿松石或青金石等昂贵矿物的替代品，用于木材、石材以及一种名为卡通那吉（cartonnage）的纸浆材料的绘画。根据其成分和处理时间的不同，其颜色范围从深蓝色到暗灰色或绿色不等。在埃及人之后，罗马人也使用这种颜料，但到了文艺复兴时期，其制作方法已基本失传。
McCloy指出，近年来人们对这种颜料的兴趣重新燃起，因为它具有独特的光学、磁学和生物学特性，拥有潜在的新技术应用前景。该颜料能发射人眼不可见的电磁波谱近红外光，这意味着它可用于指纹识别和防伪油墨等领域。其化学结构也与高温超导体相似。
McCloy表示："这项工作最初只是应博物馆要求制作展品而开展的有趣尝试，但如今这种材料引起了广泛关注。"他除了担任材料科学与工程教授外，还拥有人类学硕士学位。
为解析其成分，研究团队（包括矿物学家和埃及学家）采用二氧化硅、铜、钙和碳酸钠的混合物，创建了12种不同的颜料配方。他们将材料在约1000摄氏度下加热1至11小时，以模拟古代工匠可能达到的温度范围。在不同冷却速率下处理样品后，他们运用现代显微镜和首次用于此类研究的分析技术对颜料进行表征，并与两件古埃及文物进行比对。
埃及蓝包含多种蓝色调，具体取决于产地和品质。研究人员发现该颜料具有高度非均质性。
McCloy解释："当时存在颜料制作与使用分离的现象。我们发现即使工艺存在微小差异，也会产生截然不同的结果。"
研究团队发现，要获得最纯正的蓝色，实际上仅需约50%的蓝色成分。
"其余成分无关紧要，这确实令我们相当意外，"McCloy强调，"可以看到每个颜料颗粒都包含多种成分——绝非均匀物质。"
所制备的样品目前陈列于宾夕法尼亚州匹兹堡的卡内基自然历史博物馆，并将成为该馆新建古埃及主题长期展厅的永久展品。