用于防止蠕虫和腐烂的化学品似乎改变了木材的结构

  • 2021-08-19 18:00:57
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地球上一些最受追捧的小提琴之所以能发出声音,可能要归功于 300 年前意大利制造商使用的驱虫化学品。

根据发表在德国期刊Angewandte Chemie上的新研究,由 Antonio Stradivari(通常称为 Stradivarius)和他的同时代人 Guiseppe Guarneri 制造的小提琴经过专有的矿物盐混合物处理,这可能永远改变了它们的物理结构。这些乐器统称为克雷莫纳小提琴,以其制造者的故乡克雷莫纳命名,是这个星球上最受欢迎的物品之一。斯特拉迪瓦里小提琴的售价已超过一百万美元。

结果证实了一位作者、德克萨斯 A&M 名誉生物化学教授约瑟夫·纳吉瓦里 (Joseph Nagyvary) 几十年来一直追求的理论。

Nagyvary 现在制造小提琴并用历史技术进行实验,他在 1960 年代开始研究克雷蒙小提琴的化学特性,因为他注意到那个时期的意大利乐器经常“有洞……就像瑞士奶酪”,因为被蠕虫吃掉了。他从克雷莫纳小提琴制造商那里了解到,蠕虫损伤在那里很少见,这让他怀疑乐器制造商已经开发出严密保护的配方来避免害虫。

斯特拉迪瓦里 (Stradivarius) 和瓜内利 (Guarneri) 小提琴以其据称卓越的声音而闻名,但实际的声音品质和优越性经常受到质疑。在巴黎研究人员和密歇根州小提琴制造商的一系列研究中,小提琴家基本上被蒙上眼睛,被允许摆弄旧的大师和新的高端乐器。在一项实验中,六位世界级音乐家更喜欢新乐器,而四位则更喜欢斯特拉迪瓦里琴。基于这项工作,2014 年对小提琴声学的评论指出,“暂时看来,斯特拉迪瓦里似乎没有秘密。”

无论这些乐器是否超越了现代制造商的佼佼者,这项新研究都指出了小提琴的一些独特的物理特性,尤其是在音板方面。小提琴手拿着的音板接收琴弦的振动并将其作为声音发出。作者指出,“现代制造商通常会复制 Stradivari 和 Guarneri 音板的形状,但不会复制它们的厚度。”但是,虽然现代木板可能有 3 毫米厚,​​但旧小提琴使用的部件小至 2 毫米。

这带来了一个谜:现代木板通常由相同的挪威云杉制成,并被切得很厚以防止开裂。古老的意大利小提琴在 300 年后没有破裂的事实表明,木材在某种程度上已经发生了变化。

一个以前的研究由作者之一,焕庆泰在北台湾大学的化学家发现,古老的意大利小提琴枫身体中确实有化学品处理,剩下的铝,铜,钠,锌等矿物质的痕迹.最近的研究更进一步,将 Stradivari 和 Guarneri 音板的刨花(在维修期间移除)与现代小提琴、不太出名的 18 世纪小提琴、古代中国古筝,甚至古老的欧洲建筑木材的云杉进行了比较。

现代小提琴和旧小提琴的显微图像没有显示出明显的结构差异,尽管与其他陈年云杉相比,古代大师小提琴保存得非常完好。他们还发现证据表明,斯特拉迪瓦里小提琴以某种方式经过了热处理,比如暴露在阳光下,或者可能是通过更复杂的过程。

通过在硝酸中熔化木材,研究人员能够梳理出化学添加剂。“非同寻常”的旧小提琴含有额外的钠、钾和氯,研究人员将其归因于人类的汗水,而克雷莫尼琴则显示出多种化学物质。

Stradivari 和 Guarneri 使用的食谱似乎略有不同,研究人员认为,他们根据共同老师 Nicolo Amati 的技术改编。Amati 的小提琴显示出硼砂以及铜、铁和锌盐的证据。Guarneri 也可能使用铝和石灰,而 Stradivari 似乎使用了一些铝和氯化钠(食盐)来调味他的木材。

所有这些化学物质作为杀虫剂和杀菌剂都有悠久的历史——Nagyvary 说,这些处理方法可能与防止蠕虫和木材腐烂的保护作用一样多,也可能与声音一样。

“这些化学物质的存在都表明小提琴制造商与当地药店和药剂师之间存在合作,”Nagyvary在一份新闻稿中说。

但有意或无意,这些处理很可能改变了木材本身。钠会使木材在老化时保持相对湿润,因为盐会吸收水分。这反过来将有助于防止开裂,这通常发生在一块木头的外部比内部干得快时。作者指出,众所周知,铝会使其他软木变硬。

作者很快注意到,他们使用的是刨花,而不是整个乐器,所以一点点金属元素如何改变甚至改善声音还有待观察。但很明显的是,小提琴与此后制造的任何东西都不同。

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