همانطور که می دانیم در سطح ماکرو، طلا و نقره فلزهایی زرد یا سفید رنگ هستند اما زمانی که به سطح نانو سیمه تبدیل می شوند (یعنی بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر در هر ذره) می توانند رنگ های کاملاً متفاوتی را به خود بگیرند. بسته به اندازه ذره، رنگ آنها تغییر می کند. ذرات طلای نانو می توانند قرمز و رگه های عمیقی تولید کنند، و ذرات نقره ای ممکن است قرمز یا حتی سبز روشن به نظر برسند.
همانطور که پیداست ، نانوذرات طلا و نقره قرن هاست در آثار هنری بکار گرفته شدند، بدون اینکه مورد توجه صنعتگران قرار بگیرند.
ناتان دین ، یکی از مجریان این طرح، می گوید: “نانوذرات به کار رفته در آثار تاریخی به دلیل عملکردشان بوده است.”
در دوران قرون وسطی، صنعتگران می توانستند طلا و نقره را به پودری بسیار ریز تبدیل کنند یا از نمک های طلا یا نقره در صنایع دستی همچون شیشه های رنگی استفاده کنند. دین می گوید: “در دوران مدرن، هیچ کس از نانوذرات طلا و نقره به عنوان ماده اولیه لعاب کاشی استفاده نکرده است. بنابراین می توان آنها را در همان کوره هایی که امروزه برای لعاب کاشی استفاده می شود، بکار برد. هدف ما اجرای تکنیک های تاریخی با استفاده از فن آوری های نوین و دانش فنی است. ”
برای دستیابی به لعاب سرامیکی بهینه، محققان با استفاده از یک پایه لعاب ساده شروع به کار کرده و آن را با ترکیبات مختلف و اندازه نمک های طلا و نقره و نانوذرات این دو ماده مخلوط کردند. این محققان لعاب های آزمایشی را روی کاشی ها امتحان کرده و آنها را در یک کوره سرامیکی سنتی که توسط هنرمندان محلی استفاده می شد، پخته اند. محققان با بررسی میکروسکوپی دریافتند که روند پخت کاشی در کوره، شکل و اندازه نانوذرات تغییر می کند و این به نوبه خود بر رنگ نهایی این لعاب تأثیر می گذارد. رنگهای حاصل به درصد فلزات مورد استفاده و همچنین غلظتهای آن بستگی دارد. و با ترکیب هر دو فلز در یک لعاب مشابه، می توان طیف گسترده ای از رنگ ها را با تجهیزات مشابهی که در فرآیند کاشی سرامیک استفاده می شود، تولید کرد.
از آنجا که تنها درصد کمی از این فلز گرانبها برای تهیه لعاب جدید مورد نیاز است، از نظر هزینه این لعاب مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است. در واقع، محققان تخمین می زنند که یک فنجان از این لعاب تنها بین ۳۰ تا ۴۰ سنت هزینه خواهد داشت.
همینطور این نانوذرات در تولید رنگ نسبت به سایر فلزات بسیار کارآمدتر هستند، محققان برای تولید این لعاب به مقدار بسیار کمی از طلا یا نقره، چیزی حدود ۰.۰۱% وزن کل لعاب، نیاز دارند که این میزان برخلاف لعاب های معمولی حاوی فلزات سنگین می باشد. در لعاب های معمولی ۵ تا ۱۵ درصد کل وزن لعاب حاوی فلزات سنگین هستند و چیزی حدود ۵۰ درصد وزن کل حاوی منگنز می باشد.
در مرحله بعد، این تیم قصد دارند تاثیر نحوه پخت لعاب را روی رنگ نهایی نانوذرات طلا و نقره کشف کنند، که به آنها کمک می کند تا رنگ های حاصل را به خوبی تنظیم کنند. سپس، آنها قصد دارند نانوذرات فلزی دیگری را نیز درون لعاب ها بگنجانند، که به صورت بالقوه منجر به استفاده گسترده تر از رنگ های مختلف برای جامعه هنری می شود.