Come si può determinare l'età degli oggetti archeologici se non si applica il metodo consolidato di datazione al carbonio, ad esempio per oggetti in metallo? Scienziati spagnoli e portoghesi hanno ora introdotto una tecnica per datare manufatti in rame e bronzo. Presentato sulla rivista Angewandte Chemie, il loro metodo elettroanalitico si basa sulla voltammetria delle microparticelle. Confronta vari prodotti di corrosione che si formano per lunghi periodi di tempo e funziona solo con pochi nanogrammi di materiale, quindi non provoca quasi alcun danno.
Gli esperimenti voltammetrici producono curve corrente-tensione che hanno forme caratteristiche per molti composti. Per datare contenenti rame, reperti archeologici, un team guidato da Antonio Doménech-Carbó presso l'Università di Valencia ha esaminato i rapporti di due diversi ossidi di rame, tenorite e cuprite, differenziabili e quantificabili in base alle loro curve voltammetriche.
Quando sono esposti all'aria, le superfici in rame vengono ricoperte da uno strato naturale di cuprite (Cu2O). Col tempo, questo strato viene lentamente convertito in altri prodotti di corrosione. Poiché gli oggetti contenenti rame invecchiano in un ambiente leggermente corrosivo, senza contatto con il suolo o l'aria di mare, uno strato di tenorite (CuO) si forma continuamente sulla patina cuprite primaria. Ciò si verifica perché la cuprite reagisce con l'ossigeno dell'aria per formare preferenzialmente tenorite in un'atmosfera contenente CO2 o in presenza di materiali calcarei. L'esame delle monete di rame mediante microscopia elettronica a scansione accoppiata con spettroscopia a raggi X ha confermato la presenza di cuprite e tenorite.
Per eseguire gli esperimenti elettroanalitici, i ricercatori impregnano un elettrodo a barra di grafite con paraffina e tamponano con esso la superficie del manufatto. Alcuni nanogrammi della superficie del campione si attaccano all'elettrodo, che viene poi immerso in un elettrolita acquoso. Ciò non provoca quasi alcun danno all'oggetto. Le microparticelle di ossido di rame danno luogo a picchi molto caratteristici nelle curve di corrente-tensione risultanti.
Di particolare interesse per i ricercatori è il rapporto tra i picchi di corrente per tenorite e cuprite. Mostra un aumento costante con l'aumentare del tempo di corrosione, come dimostrato da una serie di monete antiche provenienti da varie collezioni, tra cui i Musei della Preistoria di València e Xàtiva (Spagna), così come l'invecchiamento artificiale delle monete da centesimi di euro in rame. I ricercatori sono stati in grado di utilizzare le monete per stabilire una curva di calibrazione che può essere utilizzata per datare oggetti di età sconosciuta.
La datazione voltammetrica di una brocca d'acqua di epoca califfale e di un elmo montefortino di epoca romana ha dato età di 1050±80 e 2150±150 anni, rispettivamente, che ben concordano con le date precedentemente stabilite dal contesto archeologico.
