Colouration characteristics and mechanisms of Kangxi-period underglaze copper-red porcelain
تستخدم هذه الدراسة تقنيات تحليلية متقدمة لتوصيف ٢٠ عينة من الخزف ذي الطلاء تحت الزجاج باللون الأحمر النحاسي من عصر "كانغ شي"، كاشفةً أن ألوانها الزاهية ناتجة عن جو حرق مختزل ضعيف حيث تحدد نسبة حالات التكافؤ النسبية للنحاس (Cu⁰، Cu⁺، Cu²⁺) ووجود الكبريت والزرنيخ تكوين بلورات دقيقة من Cu₂O للون الأحمر وقطرات منفصلة الطور غنية بـ Cu²⁺ للبقع الخضراء.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
على مدى قرون، أتقن الحرفيون الصينيون فن الرسم بالنار، محولين الطين العادي إلى أوانٍ ذات جمال يخطف الأنفاس. ومن بين أبرز إنجازاتهم الخزف ذو اللون الأحمر النحاسي تحت الطلاء، وهي تقنية يتم فيها رسم صبغة تحتوي على النحاس على جسم طيني، ثم تغطيتها بطبقة شفافة من الطلاء الزجاجي (الجليز) وحرقها في فرن. وتكمن التحدي في كيمياء النحاس نفسه؛ فعند تسخينه، يكون النحاس فناناً متقلب الأطوار، إذ يعتمد لونه النهائي تماماً على الغلاف الجوي داخل الفرن ودرجة الحرارة الدقيقة. فإذا اختلت الظروف قليلاً، يمكن للون الأحمر النابض بالحياة الذي أراده الرسام أن يتلاشى، ليتحول إلى رمادي باهت، أو أسود طيني، أو حتى بقعة خضراء. وقد جعلت هذه الحساسية من الخزف الأحمر المثالي كنزاً نادراً وثميناً، خاصة خلال فترة "كانغ شي" من سلالة "تشينغ"، عندما حقق الحرفيون مستوى من التحكم أنتج ألواناً زاهية ومستقرة. ومع ذلك، ورغم كل مهاراتهم، ظل السبب المجهري الدقيق وراء كون بعض القطع تظهر باللون الأحمر المثالي بينما تظهر قطع أخرى بقعاً خضراء أو تصبح داكنة لغزاً مخفياً تحت الطلاء الزجاجي.
لقد تمكن فريق من الباحثين من جامعة "جينغ دي تشن" للخزف الآن من كشف هذا الغموض عبر فحص عشرين قطعة من الخزف ذي اللون الأحمر النحاسي من فترة "كانغ شي". لم يعتمدوا على التخمينات التاريخية، بل استخدموا مجموعة من الأدوات العلمية الحديثة للنظر مباشرة في المادة. ومن خلال تحليل التركيب الكيميائي للمناطق الحمراء والبقع الخضراء غير المرغوب فيها، ومراقبة الهياكل الدقيقة داخل الطلاء الزجاجي، كشفوا عن الظروف المحددة التي تخلق اللون. ويكشف عملهم أن الفرق بين الأحمر الياقوتي المتألق والبقعة الخضراء المعيبة ليس مجرد مسألة حظ، بل هو توازن دقيق بين الحالة الكيميائية للنحاس، وحجم الجسيمات المجهرية، ووجود شوائب ضئيلة.
بدأ الباحثون بمقارنة التركيب الكيميائي للمناطق الحمراء الزاهية مقابل البقع الخضراء الموجودة في نفس القطع. ووجدوا أنه بينما كانت المكونات الأساسية للطلاء الزجاجي متشابهة، احتوت البقع الخضراء على كميات أعلى بكثير من أكسيد النحاس والكالسيوم والحديد. وتحت مجهر قوي، كشفت هذه المناطق الخضراء عن بنية متميزة: قطرات كروية صغيرة، يتراوح حجمها بين عشرة إلى عشرين نانومتر، حيث انفصل فيها الطلاء السائل إلى مرحلتين مختلفتين. هذا الانفصال حبس النحاس في شكل يمتص الضوء بشكل مختلف، مما خلق اللون الأخضر. وتؤكد الدراسة أن هذا اللون الأخضر يأتي من أيونات النحاس التي بقيت في حالة كيميائية محددة، تُعرف باسم Cu2+، بدلاً من أن تتحول بالكامل. وقد عمل وجود الكالسيوم في هذه البقع كحاجز، مما أبطأ حركة أيونات النحاس ومنعها من التفاعل بالكامل، بينما ساعد الحديد في تهيئة الظروف لانقسام الطلاء الزجاجي إلى هذه القطرات الصغيرة.
في المقابل، يأتي اللون الأحمر الزاهي للقطع الناجحة من شكل مختلف من النحاس. فقد اكتشف الباحثون أن اللون الأحمر يتولد أساساً من بلورات مجهرية من أكسيد النحاسوز، وهو مركب يوجد فيه النحاس في حالة كيميائية مختلفة قليلاً. وفي العينات الأكثر احمراراً، تكون هذه البلورات صغيرة جداً ومتجانسة. كما وجدت الدراسة أنه في بعض المناطق، توجد جزيئات دقيقة من النحاس المعدني النقي تتعايش مع هذه البلورات، مما يضيف عمقاً للون. ويعد حجم هذه الجزيئات أمراً حاسماً؛ فإذا كانت كبيرة جداً، يصبح اللون الأحمر باهتاً وداكناً، وإذا كانت صغيرة جداً، فقد لا تظهر أي لون على الإطلاق. أما القطع الأكثر نجاحاً، مثل تلك المصنفة برمز QYLH-4، فقد احتوت على عدد كبير من هذه الجزيئات الدقيقة والمتساوية في الحجم، مما نتج عنه لون أحمر نقي وكثيف.
يكمن مفتاح التحكم في هذا التوازن الدقيق في جو الفرن. فقد أظهر تحليل الحالات الكيميائية للنحاس في العينات المختلفة أن الأفران قد حُرقت في جو اختزال ضعيف، مما يعني وجود كمية محدودة من الأكسجين. كان هذا الوسط تحديداً أمراً حاسماً؛ فقد سمح للنحاس بالتحول إلى الشكل المولد للون الأحمر دون التحول إلى الشكل المولد للون الأخضر أو الانهيار إلى حالة معدنية سوداء. وعندما كان الاختزال قوياً جداً، تحول النحاس إلى جزيئات معدنية جعلت الطلاء يبدو أحمر مائلاً للسواد. وعندما كان الاختزال غير كافٍ في مناطق معينة، أو عندما تراكم الكثير من أكسيد النحاس محلياً، بقي النحاس في الحالة المنتجة للون الأخضر. كما لاحظ الباحثون أن كميات ضئيلة من الكبريت والزرنيخ، الموجودة طبيعياً في المواد الخام، لعبت دوراً خفياً ولكن مهماً؛ حيث أثرت هذه العناصر على شكل ونمو بلورات النحاس، مما ساعد في تحديد ما إذا كان اللون النهائي سيكون أحمر زاهياً أم لوناً أكثر قتامة وخفوتاً.
في الختية، توضح الدراسة أن التنوع المذهل للألوان المشاهدة في خزف "كانغ شي" ذي اللون الأحمر النحاسي هو نتيجة تفاعل معقد بين التركيب الكيميائي للصبغة، والبنية المجهرية للطلاء الزجاجي، والتحكم الدقيق في عملية الحرق. لم تكن البقع الخضراء مجرد أخطاء عشوائية، بل كانت نتيجة لاختلالات كيميائية محلية حيث لم يستطع النحاس أن يُختزل بالكامل. أما الألوان الحمراء الزاهية فكانت نتاج بيئة مضبوطة بدقة شجعت على تكوين بلورات نحاسية دقيقة ومحددة. ومن خلال رسم خرائط لهذه الآليات، قدم الباحثون تفسيراً علمياً واضحاً لكيفية تحقيق الخزافين القدماء لهذا الإتقان، محولين الطبيعة المتقلبة للنحاس إلى شكل فني مستقر ودائم.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.