Antike Osiris-Statuen aus dem Ägyptischen Museum in Florenz mit Neutronen durchleuchtet
Ein italienisches Forscherteam des “Nello Carrara” Institute of Applied Physics drei antike Bronzestatuen zerstörungsfrei mit Neutronen am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) untersucht. Die kleinen Skulpturen aus dem Ägyptischen Museum in Florenz verkörpern Osiris, den ägyptischen Gott des Jenseits und der Unterwelt.Über ihre Legierung und Fertigung war bislang wenig bekannt.
Mithilfe mehrere analytischer Verfahren konnten die Forscher nun zeigen, dass die Herstellungstechnik und die verwendeten Materialien der drei Statuetten erstaunlich ähnlich waren, obwohl sie in verschiedenen Regionen des antiken Ägyptens gefertigt wurden. Der Ursprung und das genaue Alter der Statuen sind unbekannt.
Historische Kunstgegenstände sind für die Forschung von unschätzbarem Wert, weil sie viel über das Leben und die Kultur antiker Gesellschaften verraten. Doch Wissenschaftler stehen dabei vor der Herausforderung, dass sie meist keine Materialproben entnehmen können, um die Objekte nicht zu beschädigen. Das Forschungsteam kombinierte erstmals mehrere zerstörungsfreie Methoden miteinander, um die Entstehung der OSIRIS-Statuten zu enträtseln. Sie nutzten die Neutronentomografie am Helmholtz-Zentrum Berlin, die zeitaufgelöste Neutronen-Diffraktometrie an der Neutronenquelle ISIS (Großbritannien) und die laserinduzierte Plasmaspektroskopie. Diese Methoden ermöglichten, verschiedene, sich ergänzende Informationen über die Bronzestatuetten des Osiris zu gewinnen.
„Neutronen eignen sich sehr gut, um Materialien aus Metallen zu untersuchen. Sie können tief in die Objekte eindringen. An unserem Instrument CONRAD an der Neutronenquelle BERII konnten wir das Innere der Osiris-Statuen dreidimensional darstellen“, sagt Dr. Nikolay Kardjilov, Mitautor der Veröffentlichung und verantwortlicher Wissenschaftler für das Neutronentomografie-Instrument am HZB.
Die Forscherinnen und Forscher des Institute of Applied Physics (IFAC) wollten mit dieser Arbeit herausfinden, wie die Statuen hergestellt worden waren, aus welchen Materialien sie bestanden und klären, warum sie unterschiedlich gut erhalten waren. Die Analysen zeigten, dass die drei Statuen aus einem ähnlichen Ton-Kern bestanden und die Kunsthandwerker in der Antike die Gussform für die Bronzeskulpturen nach einem ähnlichen Verfahren herstellten. Ebenso waren die Metalllegierungen der Statuen ähnlich zusammengesetzt. Dieses Ergebnis erstaunte die Wissenschaftler, weil die Statuen vermutlich in verschiedenen Regionen Ägyptens angefertigt wurden.
Die Bronzestatuen des Osiris sind seit dem 19. Jahrhundert in Besitz des Ägyptischen Museums in Florenz. Die erste Statue wurde im Rahmen der archäologischen Schiaparelli-Expedition Ende des 19. Jahrhunderts nach Italien gebracht; die beiden anderen Statuen wurden dem Museum 1848 und 1868 von einer Adelsfamilie geschenkt. Die Statue aus der Schiaparelli-Expedition war die größte (Höhe: 37 Zentimeter, Gewicht: 1400 Gramm). Die anderen Statuetten waren deutlich kleiner (Höhe: 19 Zentimeter, 230 Gramm sowie 18 Zentimeter, 300 Gramm). Das genaue Alter und der Ursprung ist unbekannt.
Die Forschungsarbeit wurde am “Nello Carrara” Institute of Applied Physics (IFAC) realisiert, einem Teil des National Research Council (CNR). Der Forschungsrat ist die größte öffentliche Forschungsorgaisation Italiens.
Originalpublikation
J. Agresti, I. Osticioli, M. C. Guidotti, and G. Capriotti, N. Kardjilov, A. Scherillo, S. Siano (2015) Combined neutron and laser techniques for technological and compositional investigations of hollow bronze figurines, J. Anal. At. Spectrom., DOI: 10.1039/C4JA00447G
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.
- Elektrokatalysatoren: Ladungstrennung an der Fest-Flüssig-Grenzfläche modelliertWasserstoff spielt für die Wende hin zur CO₂-Neutralität eine entscheidende Rolle, sowohl als Energieträger als auch als Ausgangsstoff für die grüne Chemie. Die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse sowie vieler anderer chemischer Produkte erfordert jedoch deutlich kostengünstigere und effizientere Katalysatoren. Um Elektrokatalysatoren gezielt zu verbessern, ist es von großem Nutzen, die elektrochemischen Prozesse genau zu verstehen, die an der Grenzfläche zwischen dem festen Katalysator und dem flüssigen Medium ablaufen. Ein europäisches Team hat In der Fachzeitschrift Nature Communications ein leistungsfähiges Modell vorgestellt, das die Ladungstrennung an der Grenzfläche, die Bildung der elektrischen Doppelschicht sowie deren Einfluss auf die katalytische Aktivität hervorragend beschreibt.
- Umweltchemie an BESSY II: Radikale in GewässernWie entstehen in wässrigen Lösungen unter UV-Licht so genannte Radikale? Diese Frage spielt sowohl für die Gesundheitsforschung als auch für den Umweltschutz eine wichtige Rolle, beispielsweise im Zusammenhang mit der Überdüngung von Gewässern durch die Landwirtschaft. Ein Team hat nun an BESSY II eine neue Methode etabliert, um Hydroxyl-Radikale in Lösung zu untersuchen. Mit einem Trick konnten sie überraschende Einblicke in den Reaktionspfad gewinnen.