Menu
  • Link do mapy serwisu
  • Strona główna AGH
  • News
  • AGH Main Page
 
21.11.2016

Nauka na pograniczu sztuki – synteza nowych nanomateriałów na potrzeby malarstwa oraz konserwacji zabytków


Nierównomiernie starzejące się pigmenty na obrazach, toksyczne rozpuszczalniki do czyszczenia dzieł sztuki, wilgoć niszcząca stare budynki – konserwatorzy zabytków zmagają się z wieloma wyzwaniami. Z pomocą idą im badacze z Akademickiego Centrum Materiałów i Nanotechnologii AGH, którzy opracowują nowoczesne nanomateriały.

To, że jakiś produkt używany jest od setek lat, nie znaczy, że jest najlepszy. A w konserwacji zabytków stosuje się wiele materiałów, które perfekcyjne nie są. Część z nich np. jest toksyczna albo trudno dostępna. Są też substancje, które nie najlepiej się starzeją albo nie są wystarczająco skuteczne.

Nadzieję budzą nowe nanomateriały, które można zaprojektować tak, aby pod każdym względem przewyższały tradycyjne związki stosowane przez konserwatorów. Nad nowoczesnymi nanocząstkami dla malarstwa i konserwacji zabytków pracuje interdyscyplinarny zespół z Krakowa. Badacze pracują też nad nanocząstkami do znakowania obiektów, dzięki którym dzieła sztuki staną się nie do podrobienia.

Szukają problemów, aby je rozwiązać

Naukowcy w projekcie realizowanym w ramach programu TANGO NCN i NCBR będą syntetyzować m.in. nanocząstki i mikroemulsje do konserwacji i znakowania obrazów olejnych, materiałów ceramicznych i skórzanych, a nawet zabytków architektury.

– Na razie prowadzimy intensywne konsultacje z konserwatorami i artystami. Chcemy zidentyfikować ich najpilniejsze potrzeby. Pomysłów na nowe produkty szukamy jeszcze do końca roku, a potem bierzemy się za opracowywanie nanomateriałów, które okażą się najbardziej pożądane – mówi kierownik projektu prof. Konrad Szaciłowski z Akademickiego Centrum Materiałów i Nanotechnologii.

– Nasz zespół badawczy jest interdyscyplinarny, bo problem jest niezwykle złożony. Nie chodzi przecież tylko o opracowanie nowego materiału, ale wprowadzenie go w strukturę zabytków, które mają ogromną wartość historyczną. Wiąże się z tym duża odpowiedzialność. Dlatego w zespole mamy nie tylko chemików i fizyków, ale i konserwatorów, którzy będą testować nasze materiały na obiektach sztuki – wyjaśnia prof. Szaciłowski. Dodaje, że jego zespół pozostaje w kontakcie z muzeami i wydziałami konserwacji dzieł sztuki na polskich ASP.

Zastąpić Niezastąpione

Według niego problemy są przeróżne: muzea np. zgłaszają, że potrzebują zabezpieczać dzieła sztuki przed wilgocią, myszami, grzybem, korozją. Jedni chcieliby substancję do konserwacji starodawnej broni, inni – oczekują na pomysły na konserwację dzieł sztuki współczesnej tworzonych niestandardowymi technikami. Problemów jest wiele, ale czas na realizację projektu to tylko 2 lata.

– Na razie zespół ma już pomysł, jak pomóc jednemu z polskich muzeów, które ma problem z impregnacją ścian wapiennych. To muzeum trzeba raz na dwa miesiące zamykać na dwa dni, żeby zaimpregnować ściany preparatem ochronnym – mówi prof. Szaciłowski. Tymczasem badacze z jego zespołu wiedzą, jak przygotować o wiele skuteczniejszy preparat, który chroniłby mury nawet 6-krotnie dłużej. Dla muzeum to byłoby dużą oszczędnością. Ściany można byłoby impregnować zaledwie raz na dwa lata – opowiada.

Bezpieczne związki

Fizycy i chemicy chcą się też zmierzyć z problemem konsolidacji – wzmacniania powierzchni silnie zwietrzałych. Obrazy olejne, ceramika czy zabytki architektury pod wpływem np. wilgoci czy zmian temperatury ulegają procesom wietrzenia, rozsypują się i pękają. Prof. Szaciłowski wyjaśnia, że przedtem do konsolidacji takich dzieł stosowano np. żywice syntetyczne. Jak opowiada – nie są one idealne, często nie da się ich usunąć i są chemicznie różne od oryginału. W dodatku niekiedy mogą wręcz przyspieszać degradację materiału, bo np. mają inny współczynnik rozszerzalności cieplnej niż materiał, w który wnikają, przez co obiekt może popękać.

– Wiedząc, jaki jest skład chemiczny obiektu, np. ceramiki, którą chcemy konserwować – dobierzemy skład nanocząstek tak, że będziemy blisko składu chemicznego oryginału – opowiada naukowiec – Nasze materiały konsolidujące nie zmienią więc dzieła od strony chemicznej.

Naukowiec wyjaśnia, że w przypadku np. ceramiki to będą glinokrzemiany czy krzemiany, ale o nieco innej strukturze krystalicznej niż oryginał. Będą się one starzeć równomiernie z oryginałem.

Zdrowe czyszczenie

Innym pilnym zagadnieniem jest problem oczyszczania starych obiektów – przy okazji prac konserwatorskich trzeba z zabytków usunąć brud, który gromadził się na nich przez wieki, ale tak, by nie uszkodzić podłoża. Stosowane do tej pory rozpuszczalniki prawie zawsze były toksyczne i łatwopalne. A w dodatku strasznie śmierdziały, co też konserwatorom nie ułatwiało pracy – opowiada profesor. Naukowcy tymczasem są zdania, że można wypracować mikroemulsje, które będą znacznie mniej toksyczne. Tradycyjne rozpuszczalniki będą stanowiły zaledwie kilka – kilkanaście procent ich składu. Opracujemy odpowiedni koktajl, w którym nośnikiem substancji czyszczących będzie np. woda albo spirytus. Dzięki temu produkt będzie nie tylko skuteczny, ale i bardziej przyjazny dla człowieka i środowiska – zdradza naukowiec.

Postarzanie przez naświetlanie

Badacze nie wykluczają też prac nad nowymi pigmentami – składnikami farb. Chcemy wiedzieć, jak materiały te będą się zmieniać, np. po upływie kilkuset lat. W komorze doświadczalnej możemy więc poddać obiekty, np. stworzone na potrzebę eksperymentu obrazy – procesom starzenia w tempie 50 lat na dobę – opowiada prof. Szaciłowski. Tłumaczy, że proces ten polega na oświetlaniu obiektu potężnym źródłem światła i obserwowaniu, jak przebiega fotodegradacja materiału. Na dzieło sztuki działają różne czynniki, ale z doświadczenia wiemy, że światło najpoważniej degraduje dzieła sztuki – niesie najwięcej energii – wyjaśnia badacz.

Niewidoczny podpis

Ostatnim elementem projektu ma być znakowanie dzieł sztuki. Chcemy opracować dla dzieł sztuki coś w rodzaju kodu paskowego na poziomie molekularnym. Będzie on praktycznie nieusuwalny, niepodrabialny i całkowicie niewidoczny dla odbiorcy – opowiada naukowiec. Przyznaje, że taki chemiczny podpis pomoże muzeom chronić swoje zbiory – utrudni handel skradzionymi dziełami sztuki i pomoże odróżniać oryginały dzieł od ich podróbek. Tego typu rozwiązania stosowane były już np. do znakowania materiałów wybuchowych – aby w przypadku ich użycia w ataku terrorystycznym można było zidentyfikować jego pochodzenie – mówi. Dodaje, że w tamtych rozwiązaniach do produktu, np. prochu, dodaje się mikrokapsułki z laserowo nadrukowanym identyfikatorem producenta. My mamy inny pomysł, jak dziełu sztuki nadać taką unikalną molekularną pieczątkę – mówi prof. Szaciłowski.

Żeby nauka dla sztuki nie była sztuką dla sztuki

– Jesteśmy fizykami i chemikami. Mamy duże doświadczenie w opracowywaniu nowych materiałów o zadanych właściwościach. Wiemy jak się zabrać do pracy i czego unikać. Problemem jest to, by materiał był kompatybilny z dziełem sztuki, odpowiednio w nie wnikał i nie niszczył go. Stąd dużą wagę przywiązujemy do konsultacji z artystami i konserwatorami. Ich potrzeby staramy się przetłumaczyć na język naszych procedur laboratoryjnych – opowiada.

– Jeśli chodzi o materiały dla artystów, to mamy bardzo dużo pomysłów. To mogą być i farby, które zmieniają właściwości w zależności od oświetlenia albo kąta, pod którym patrzy się na obraz, farby, które będą świeciły w ciemności, wydawały dźwięki... Możliwości jest bez liku. Możemy nad tym pracować, jeśli będzie zainteresowanie. Ale musimy najpierw zbadać rynek. Nie chcemy, żeby nasza nauka to była sztuka dla sztuki – kończy.

Źródło: PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala


All rights reserved © 2015 Akademia Górniczo-Hutnicza