五千多年来，人类一直对一种跨越世纪的浓烈蓝色着迷：这就是著名的埃及蓝，世界上最古老的合成颜料，诞生于尼罗河畔。几个月前，人们在罗马发现了一整块埃及蓝，这一极为罕见的发现传遍了全世界。现在，埃及蓝成为了一项新的国际研究的主角，这项研究揭示了埃及蓝的色度变化和生产秘密，以至于一个学者团队成功地在实验室中重新制作出了埃及蓝。这项成果归功于华盛顿州立大学机械与材料工程学院教授约翰-S-麦克罗伊（John S. McCloy）和位于马里兰州 Suitland 的史密森学会博物馆保护研究所研究员爱德华-P-维琴齐（Edward P. Vicenzi）。这项工作是与匹兹堡卡内基自然历史博物馆合作完成的。
埃及蓝不仅仅是一种彩色粉末。它是硅石、石灰、铜和碱性助熔剂在古代窑炉中高温烧制的复杂炼金术的产物。从法老时代的埃及到罗马世界甚至更远的地方，它的颜色--一种深邃艳丽的蓝色--一直装饰着雕像、壁画、马赛克和护身符，取代了天青石和绿松石等珍贵宝石，因为这些宝石往往过于昂贵或稀有。
埃及蓝表面上千篇一律，但在其背后却隐藏着令人惊叹的各种色调，从近乎黑色的蓝色到浅蓝色，再到蓝绿色或紫色。早在公元前 4 世纪，希腊哲学家 Theophrastus 就区分了四种颜色，而公元 1 世纪的老普林尼则描述了不同的品质和来源。如今，考古学家、修复学家和材料科学家都在关注这种变异。
这项新研究在实验室中重新制作了十二种不同的埃及蓝 “配方”，改变了原材料和烧制时间，以研究这些参数如何影响矿物相的形成和颜料的最终颜色。分析采用了 X 射线衍射、电子显微分析、可见光和近红外光谱等先进技术。
除合成样品外，研究人员还研究了现代商业颜料、掺铜玻璃，最重要的是研究了两件保存在匹兹堡卡内基自然历史博物馆的埃及文物原件，其年代在 2300 年至 3400 年之间。为这项研究制作的埃及蓝样本现在也在 "我们保存的故事"展览中展出，该展览讲述了现代科学如何揭开古代文物隐藏秘密的故事。
埃及蓝的化学主角是铜钙硅酸盐（CaCuSi₄O₁₀），它是一种具有波纹片状结构的铜钙硅酸盐，其中的铜离子（Cu²⁺）通过配位吸收可见光而呈现出特有的蓝色。但是，仅凭铜氧化物还不足以解释埃及蓝丰富的色彩。
事实上，这种颜料是一种异质材料，由晶体和玻璃相混合组成：除了铜绿辉石外，还有掺杂铜的硅玻璃、硅灰石（CaSiO₃）、石英，有时还有其他次要相。这些成分的比例、颗粒的大小以及纯碱（从纳特龙或卤植物灰中提取）等助熔剂的存在决定了颜色的色调和饱和度。
作者将烧制温度设定为 1000°C，略高于古代的典型温度（850-950°C），以便在没有助熔剂的情况下也能促进铜绿辉石的形成。然后，他们改变铜的来源（氧化物、碳酸盐如孔雀石和天青石、金属或回收青铜）、二氧化硅和石灰，模拟古代工匠可能的选择。
结果表明，铜氧化物含量超过 50%（按重量计）就足以获得浓郁的蓝色。颜料的颗粒大小也会影响对颜色的感知：更细的颗粒往往会反射更多的光线，使蓝色更浅。
另一个关键因素是使用颜料的基底：画布的白色、壁画的灰泥或雕像的石头都会改变蓝色的亮度和饱和度。作者强调了在对古代作品进行修复和色彩重建时必须考虑到这种可变性。
人们对埃及蓝的兴趣不仅在于考古。近几十年来，铜绿辉石已被证明是一种具有惊人特性的材料：其晶体结构允许高效的近红外（NIR）光发射，这一特性在生物医学、电信、安全油墨和激光领域得到了利用。即使在可见光颜色消失或被时间改变的情况下，这种发射也能让修复人员识别出 EB 的痕迹。
这项研究最具创新性的贡献在于将 合成配方、矿物成分和精确测量的颜色参数联系起来。作者提供了一个真正的 “科学调色板”，为再现古代文物中观察到的色调提供了实用指标。对于从事历史材料修复、保护和研究的人员来说，这一工具将是无价之宝，使他们更接近于了解过去文明的技术和艺术选择。
麦克罗伊及其同事的研究表明，埃及蓝是 精细材料工程的结晶，能够通过选择原材料、烧制条件和加工过程来调节颜色和光学特性。埃及蓝的历史与玻璃和釉陶（faience）的历史交织在一起，显示出埃及蓝技术的广泛应用和不断发展，能够适应当地的资源和审美趣味。
如今，借助最先进的分析技术，我们不仅可以重建古老的配方，还能从中汲取灵感，开发新的技术应用。因此，诞生于尼罗河畔的众神之蓝将继续照亮科研之路。
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| 一个科学家小组重现了世界上最古老的合成颜料埃及蓝 |
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