Новый анализ артефактов эпохи Сун показывает, что ряд керамических изделий этого периода содержит неожиданную и обладающую не совсем обычными свойствами форму оксида железа. Это редкое соединение – эпсилон фаза оксида железа (epsilon-phase iron oxide) было обнаружено и охарактеризовано исследователями сравнительно недавно, и до настоящего времени его было очень сложно получить с помощью современных методик.
В образцах старинной китайской керамики обнаружена редкая форма оксида железа.
(Рисунок из Scientific Reports 4, Article number: 4941 doi:10.1038/srep04941)
Как отмечает Кэтрин Дейоне (Catherine Dejoie) из Технического Института Цюриха, самым, пожалуй, удивительным фактом является то, что удачные условия синтеза были подобраны китайскими горшечниками уже очень и очень давно. Результаты новой работы, возможно, позволят химикам современности разработать более простой и надежный метод синтеза эпсилон фазы оксида железа, что, в свою очередь, откроет дорогу к созданию более эффективных и дешевых магнитных материалов, в том числе и для хранения данных.
Исследование было выполнено международной группой исследователей, в которую входили представители Китая, Франции, Швейцарии и США. Для исследования применялись различные методы анализа, включающие использование синхротронных источников излучения Лаборатории Беркли и других.
Изделия эпохи Сун, например чаши для чайных церемоний, известные своей блестящей черной глазировкой и различными коричневыми и серебристыми узорами, известными, как «маслянистые разводы» и «заячий мех». Керамические чаши изготавливались тысячами во времена династии Сун с 960 по 1280 года н.э. в провинции Фухань Юго-восточного Китая. Сохранившиеся в настоящее время чаши эпохи династии Сун представляют собой очень большую ценность для коллекционеров.
Для получения горшечных изделий ремесленники древнего использовали местные образцы глины, богатой железом, смешанные с глиной, известью и древесной золой. Температура обжиговых печей в 1300°C способствовало затвердеванию глины, плавлению глазури, пробулькиванию капелек воздуха через глазурь и выталкиванию ионов железа к поверхности покрытия. По мере затвердевания глазировки железо, находящееся в расплаве, перераспределялось в керамическом изделии, и происходила кристаллизация оксида железа с определенными параметрами кристаллической решетки.
На основании окраски оксидов узора «заячий мех» эксперты предполагали, что этот тип окраски содержит минерал гематит, а тип окраски «маслянистые разводы» – магнетит. Тем не менее, результаты нового анализа позволяют утверждать, что в «заячьем меху» наряду с гематитом содержится небольшое количество эпсилон фазы оксида железа, а «маслянистые разводы» состоят из этой модификации оксида железа, что оказалось для исследователей совсем неожиданной находкой. Химический состав и строение кристаллической решетки производных железа, входивших в состав пигмента древнекитайской глазури, было подтверждено целым рядом методов, включавшими оптическую микроскопию, электронную микроскопию, спектроскопию КР и с помощью спектроскопии синхротронного рентгеновского излучения.
Эпсилон фаза оксида железа была впервые идентифицирована в 1934 году, а ее характеристики были определены спустя десять лет. Обладая исключительными магнитными свойствами, эпсилон фаза оксида железа может оказаться полезной для создания более дешевых постоянных магнитов, применяющихся для хранения информации и другой электроники. Также эпсилон фаза оксида железа нетоксична и обладает высокой стойкостью к коррозии. К сожалению, современные методы синтеза позволяют получать только небольшие кристаллы этого типа оксида железа, которые, помимо прочего, зачастую, бывают загрязнены гематитом. Как отмечает Дейоне, покрытие «маслянистые разводы», представляющее собой практически чистую эпсилон фазу оксида железа, может подсказать исследователям, как синтезировать это вещество.
Источник: chemport.ru
