Проект «Атомы красоты»:
цвет, прозрачность и сложная химия
Золотым рубином называют стекло, окрашенное наночастицами золота в различные оттенки розового, красного, малинового или пурпурного. Рубиновое стекло, известное со времён поздней Античности, описано в трактате «Об искусстве стеклоделия» Антонио Нери, изданном во Флоренции в 1612 году. Окраску стекла учёный объяснял родством рубинов и золота, которые часто встречаются вместе и, по его мнению, способны превращаться друг в друга.
Первую научную рецептуру варки рубинового стекла создал немецкий алхимик Иоганн Кункель в конце XVII века. С некоторыми изменениями его наработку использовали в странах Центральной Европы на протяжении XVIII века.
Европейское рубиновое стекло этого времени имеет характерный кроваво-красный цвет, иногда с коричневатым оттенком, вызванным присутствием железа. Этот элемент в рубиновом стекле являлся «полезной» примесью, так как способствовал быстрому образованию наночастиц золота.
В России рецепт варки рубинового стекла разработал Михаил Ломоносов. Он наладил производство сначала в химической лаборатории на Васильевском острове в Санкт-Петербурге, затем на основанной им Усть-Рудицкой фабрике, расположенной на реке Рудице в болотистой местности недалеко от Ораниенбаума.
Хотя в лабораторных записях Ломоносова есть рецепты прозрачных рубиновых стёкол, нам известны лишь образцы смальты — густо окрашенного, практически непрозрачного стекла различных оттенков палевого, розового и малинового цвета.
Разнообразие окраски объясняется как различным количеством золота, так и размером наночастиц, то есть условиями термообработки. Палевого цвета учёный до- бивался введением оксида железа Fe2O3.
Мы полагаем, что все пять изученных нами образцов стекла были изготовлены в экспериментальных целях. Об этом свидетельствует и небольшой объём тиглей,
в которых проводились опыты: это были керамические сосуды диаметром менее 4 см и высотой не более 5 см. Подобные им используют в лабораториях по сей день.
Изученные стёкла состоят из многих компонентов, важнейшими из которых являются оксиды калия, кремния и свинца. Глушение стёкол обеспечивалось фосфатом кальция — его могли вводить в виде жжёной кости. Алюминий попадал в стекло из глиняных тиглей в процессе варки, магний — как примесь к из- вестнякам, служившим источником кальция. Правда, содержание магния в образце No 5 настолько высокое, что можно предположить, будто Ломоносов специ- ально вводил этот элемент в виде магнезии (оксида магния).
Интересно, что в образце No 4 присутствует сера. Объяснение этому мы находим в лабораторном журнале учёного: он добавлял в расплав глауберову соль (Na2SO4 × 10H2O) — источник натрия.