Im Jahr 2015 wurden in einem unscheinbaren Dorf etwa 450 km von Chennai, Indien, die Überreste einer Stadt gefunden, die bis ins 3.-6. Jahrhundert vor Christus zurückreicht. In zerbrochenen Keramikstücken und Artefakten der Ausgrabungsstätte Keeladi sind Wissenschaftler vor über 2,600 Jahren auf den weltweit ersten bekannten Einsatz von Nanotechnologie gestoßen. Die Ergebnisse wurden in dokumentiert ein Artikel in 'Nature' veröffentlicht im November 2020.
"Zuvor wurden die ältesten bekannten Kohlenstoffnanostrukturen in Damaskusklingen aus dem 16.-18. Jahrhundert n. Chr. Gefunden." korrespondierender Autor des Papiers, sagte Dr. Nagaboopathy Mohan. Das Damaskusklingen (Stahlschwerter)in der Tat wurden auch in Indien hergestellt. "Die in Damaskus-Klingen verwendete Beschichtungstechnik scheint nur den Indern bekannt zu sein." Mohan fügte hinzu.
Davor wurden Gold- und Silbernanopartikel in islamischen Töpferwaren aus dem 7.-8. Jahrhundert n. Chr. Und in der Römischer Lykurg Cup ab dem 4. Jahrhundert n. Chr. Darüber hinaus ist ein korrosionsbeständiges azurblaues Pigment bekannt als Maya Blauwurde erstmals im 9. Jahrhundert n. Chr. hergestellt und in der präkolumbianischen Maya-Stadt Chichen Itza entdeckt. Es ist ein komplexes Material, das Ton mit Nanoporen enthält, in das Indigofarbstoff chemisch kombiniert wurde, um ein umweltstabiles Pigment zu erzeugen.
Diese große archäologische Entdeckung in dem kleinen indischen Dorf Keeladi schiebt den ältesten bekannten Einsatz der Nanotechnologie um tausend Jahre zurück.
Kohlenstoffnanoröhren sind Kohlenstoffröhren mit einem Milliardstel Meter Durchmesser. Ihr Auftreten wurde 1991 vom japanischen Wissenschaftler Sumio Iijima entdeckt. Seitdem haben Forscher viele Möglichkeiten gefunden, es zu synthetisieren. Die gebräuchlichste Methode ist die chemische Gasphasenabscheidung, erklärte Mohan, die einen komplexen Prozess mit hohen Temperaturen ab 800 ° C beinhaltet.
Als die Forscher eine schwarze Beschichtung auf den Keramikscherben sahen, dachten sie nicht, dass sie etwas Außergewöhnliches finden würden. "Tatsächlich erwarteten wir eine amorphe Typensignatur - in Laienbegriffen eine Art Holzkohlepastenbeschichtung". Sagte Mohan. Aber sie sahen eine ausgefeilte Technik, die nahezu „perfekt“ war.
Dem Papier zufolge lag der durchschnittliche Durchmesser dieser Nanoröhren zwischen 0.6 Nanometer (ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter). Die theoretische Grenze - ein Zustand, in dem ein System frei von Defekten ist - beträgt 0.4 Nanometer.
„Praktisch ist es nicht einfach, fehlerfreies Material zu synthetisieren, das seinem theoretischen Standard nahe kommt. Weil bei jedem Synthesevorgang immer lokale Druck-, Temperatur-, Konzentrations- usw. Schwankungen auftreten. “ Erklärte Mohan. "Der Durchmesser von Kohlenstoffnanoröhren in Keeladi-Beschichtungen mit einem Durchmesserverschluss bis zur theoretischen Grenze bestätigt die genaue Kontrolle über den Herstellungsprozess und den Nachweis der Beherrschung auf diesem Gebiet." Vielleicht haben die Nanostrukturen deshalb zweieinhalb Jahrtausende überlebt.
„Was die Keeladi-Keramik so einzigartig macht, ist, dass die Beschichtung ihre Oberflächenstabilität und Glätte bewahrt hat und den zeitgebundenen Verschleiß übertrifft.“ sagte Mohan. Es ist möglich, dass pflanzliche Materialien verwendet wurden, die bei einem Brennprozess zur Herstellung von Keramik Temperaturen erreichten, die zur Bildung von Nanoröhren führten. "Der genaue Herstellungs- und Beschichtungsprozess ist jedoch noch nicht bekannt."
Kohlenstoffnanostrukturen besitzen eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht und sind gute Wärme- und Stromleiter. Sie werden derzeit unter anderem für den Einsatz in elektronischen Geräten, Sensoren, Transistoren, Batterien und medizinischen Geräten untersucht. In den Keeladi-Keramikscherben befand sich die schwarze Beschichtung auf der Innenseite. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass die Siedlung zwar wusste, wie sie zu synthetisieren ist, die Auswirkungen jedoch möglicherweise nicht bekannt waren.
"Wenn diese Töpfereien für essbare Zubereitungen verwendet worden wären, hätte die alte Zivilisation möglicherweise die zytotoxische Natur (menschliche Verträglichkeit) von Kohlenstoffnanoröhren erkannt." das Papier sagte. "Es ist ein Spiegelbild der Frage, ob sie sich der Toxizität bewusst waren." Weil die toxische Natur von Kohlenstoffnanoröhren bisher nicht richtig bekannt ist. “ sagte Mohan.
"Gegenwärtige nationale Richtlinien geben nicht leicht die rechtliche Genehmigung, ein Material für häusliche und essbare Zwecke zu verwenden, wenn seine menschliche Verträglichkeit nicht klar definiert ist." Das nächste, was zu tun sei, wäre, den Zweck dieser Beschichtung zu verstehen. "Wir werden vielleicht etwas Großartiges über diese alte Zivilisation wissen."
