(作者：袁維勵 老師 / 逢甲大學 化學工程學系) Lycurgus Cup [註1]是公元4世紀時，羅馬帝國的特有的「籠包」藝術作品（caged artwork）。所謂籠包藝術品，指的是一種雙層結構的藝術品，內層為酒杯的本體，而外層為背後鏤空之浮雕（high relief）。 nike air max 1 pas cher 一般的浮雕只有“浮出水面”而未離開水面，但籠包作品之浮雕背後為鏤空，“高出水面”。 La chaussure de running Asics 如上回所述，Lycurgus cup為一驚世之作，因為它能呈現兩種顏色（dichroic）[註2]。當光源由杯外照耀其上時，我們所看到的杯子呈現暗綠色（意即反射光，reflected light）；當光源由杯內向外照耀時，我們會發現杯子透露出漂亮的寶石紅（ruby red）。下圖中杯子裡的人物為Dionysus，帶領Pan與Satyr去制裁King Lycurgus[註3]。這杯子背後的意義，有人猜測是為了稱頌當時的Constantine擊敗了 Licinius而統一了羅馬帝國。杯子高16.5 cm、直徑為13.2 cm。 3-1a

（ Lycurgus杯，Dionysus）

讓我們再次使用nanoComposix公司所製作的消光、吸收與散射光譜圖（extinction spectra）軟體[註4]，來計算不同尺寸之奈米金與奈米銀的消光圖。為了看到一部分的紫外光譜，我們將波長範圍設定為在300 nm與800 nm之間。當奈米金與奈米銀的尺寸變大時，我們會發現，奈米金與奈米銀都會開始散射所吸收的光子，只是程度不同。如下圖所示，30 nm之奈米銀（上一回是討論奈米金），主要吸收405 nm之紫光（見藍色曲線）。不過，它也會散射一小部分之紫光（見紅色曲線）。散射光的出現，對於穿透光的影響較少，因為紫光在穿透過程中仍然會逐漸被它所遇見的奈米銀吸收掉。也就是說，若將房間內的燈關掉，把奈米銀水溶液置於白光光源與觀察者中間，此時觀察者會看到穿透的黃光，但是可能已經看不到被多次“吸收掉”的“散射光”（紫光）了。所以，對於這種觀察方式，我們可以直接使用下圖中的黃色曲線（消光光譜）來判斷奈米銀水溶液的顏色。此時的奈米銀仍為金黃色。

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（30 nm之奈米銀的光譜圖）

為了探討尺寸或顆粒大小對於奈米金顏色的影響，我們增加奈米金之粒徑到100 nm。如下圖所示，發現大尺寸之奈米金主要吸收550 nm左右之綠光（藍色曲線），同時散射580 nm左右之橘光（紅色曲線）。但是，若採用前述觀察穿透光之方法，大部分的散射光至終也會變成吸收光。因此，我們只需要觀察黃色的消光曲線（總吸收）就夠了。結果發現，奈米金會吸收570 nm左右之黃光。使得奈米金的顏色，會由寶石紅變成藍色（黃光之補色，見附圖）[註5]。這再一次告訴我們，同一種材料作出來的奈米粒子，其顏色可以藉由尺寸來調控。對奈米金而言，顆粒變大，顏色會“藍移”（見附圖）[註6]。

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（100 nm之奈米金的光譜圖）

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（左圖：紅、綠、藍“光”之混色與補色圖，紅 + 綠 = 黃，黃 + 藍 = 白。右圖：紅、綠、藍“顏料”之混色與補色圖，紅 + 綠 = 黑，黃 + 藍 = 黑）

上圖右所示為我們對水彩或廣告顏料作調色時會觀察到的現象。多種顏色混在一起的最終結果就是黑色。原因是，顏料呈現之顏色為它所不吸收的可見光，所以紅色顏料會吸收掉白光中的藍光與綠光而反射紅光。若再與綠色顏料混合，則該紅光會被綠色顏料所吸收。至此，紅、綠、藍光皆被吸收掉，結果就呈現黑色了。

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（藍移現象：奈米金的尺寸由左而右漸增，顏色逐漸偏藍）

從文獻中我們知道，Lycurgus Cup 中的奈米銀與奈米金，可能不完全是分開的顆粒，而是一種金銀合金（alloy）之奈米粒子[註2]。若是如此，讓我們利用nanoComposix公司所製作的消光光譜（extinction spectrum）軟體，來虚擬一種“銀-金”（Ag-Au）之“核-殼”奈米粒子（core-shell nanoparticles），作為金-“合金”之近似，看看是否可以找到合適的尺寸。首先，需要決定是“金包銀”還是“銀包金”？經過許多次的模擬，我們發現“金包銀”是較可行的結構。 nike air max 2017 wit “銀-金”的順序與“核-殼”一致，銀對應核而金對應殼。接著進行理論計算，如下圖所示，10 nm厚之金包覆於直徑45 nm之銀的表面。該複合粒子主要吸收520 nm左右之綠光（藍色曲線），同時散射530 nm左右之綠光（紅色曲線）。若採用前述觀察穿透光之方法，大部分的散射光至終也會變成吸收光。特別是銀作為核心，它的散射效果會被外層的金殼所削弱。 nike air max pas cher 根據黃色的消光曲線，我們發現，核-殼奈米粒子會吸收525 nm左右之綠光，外加一部分的藍紫光。所以，穿透光仍會是寶石紅而反射光仍為綠光。

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（直徑45 nm之銀與10 nm厚之金的奈米核-殼粒子的光譜圖）

我們在本回貼文中，觀察了30 nm之奈米銀與100 nm之奈米金的消光曲線，並且探討了奈米金的顏色如何隨尺寸改變。 ray ban homme 更進一步，我們模擬“銀-金”之“核-殼”奈米粒子的光譜圖。發現直徑45 nm大小之銀核與10 nm厚之金殼的奈米核-殼粒子，可以產生與Lycurgus Cup類似的dichroic表現。     參考資料

  1. The Lycurgus Cup (http://britishmuseum.tumblr.com/post/120689869617/the-lycurgus-cup)
  2. Freestone, I., Meeks, N., Sax, M. et al. Gold Bull (2007) 40:270, pp270-7. doi:10.1007/BF03215599
  3. Lycurgus Cup inspires cool new sensor technology (http://thehistoryblog.net/wp-content/uploads/2013/08/Lycurgus-Cup-side-red.jpg)
  4. nanoComposix (http://nanocomposix.com/pages/tools) （注意，此網頁要在IE與JAVA環境下執行才有效）
  5. Primary Colors of Light and Pigment. (http://learn.leighcotnoir.com/artspeak/elements-color/primary-colors/)
  6. The Golden Age of Gold.