Odzyskiwanie uratowanych drewnianych statków i artefaktów za pomocą "inteligentnej" nanotechnologii

Mitologia Nordycka w God of War - część 2: Bohaterowie i Mity (Lipiec 2019).

Anonim

Tysiące wraków śmieci zalegają dno morskie na całym świecie, zachowane w osadach i zimnej wodzie. Ale kiedy jeden z tych statków zostanie wyniesiony z głębin, drewno szybko zaczyna się pogarszać. Dzisiaj naukowcy zgłaszają nowy sposób wykorzystania "inteligentnych" nanokompozytów do ochrony XVI-wiecznego brytyjskiego okrętu wojennego, Mary Rose i jej artefaktów. Nowe podejście może pomóc zachować inne uratowane statki, eliminując szkodliwe kwasy bez uszkadzania samych konstrukcji drewnianych.

Naukowcy przedstawiają dziś swoje wyniki podczas 256. Narodowego Spotkania i Ekspozycji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego (ACS).

"Ten projekt rozpoczął się od kieliszka wina z dr Eleanor Schofield, która jest szefem ochrony w Mary Rose Trust", wspomina Serena Corr, Ph.D., główny badacz projektu. "Pracowała nad technikami zachowania drewnianego kadłuba i różnorodnych artefaktów i potrzebowała sposobu, by skierować zabieg w drewno." Pracowaliśmy z funkcjonalnymi magnetycznymi nanomateriałami do zastosowań w obrazowaniu i myśleliśmy, że moglibyśmy zastosować tę technologię do Mary Rose. "

Mary Rose zatonął w 1545 roku na południowym wybrzeżu Anglii i pozostał pod dnem morskim, dopóki nie została uratowana w 1982 roku, wraz z ponad 19 000 artefaktów i kawałków drewna. Zachowało się około 40 procent pierwotnej struktury. Statek i jego artefakty dają unikalny wgląd w żeglarstwo Tudorów i jak to jest żyć w tym okresie. Nowoczesne muzeum w Portsmouth w Anglii pokazuje kadłub statku i artefakty.

Zakopane w dnie morskim bakterie morskie redukujące siarkę migrowały w drewno Mary Rose i wytworzyły siarkowodór. Gaz ten reagował z jonami żelaza ze skorodowanych osnów, takich jak armaty, tworząc siarczki żelaza. Chociaż jest stabilny w środowiskach o niskiej zawartości tlenu, siarka szybko utlenia się w zwykłym powietrzu w obecności żelaza, tworząc niszczące kwasy. Celem Corra było unikanie produkcji kwasu poprzez usuwanie wolnych jonów żelaza.

Po podniesieniu z dna morskiego statek został spryskany zimną wodą, co uniemożliwiło jego wysychanie i uniemożliwiło dalszą aktywność mikrobiologiczną. Zespół konserwujący następnie spryskał kadłub różnymi rodzajami glikolu polietylenowego (PEG), powszechnego polimeru o szerokim zakresie zastosowań, w celu zastąpienia wody w strukturze komórkowej drewna i wzmocnienia jej warstwy zewnętrznej.

Corr i jej doktor habilitowany Esther Rani Aluri, Ph.D. i Ph.D. kandydat Enrique Sanchez z Uniwersytetu w Glasgow opracowuje nową rodzinę małych magnetycznych nanocząsteczek, aby wspomóc ten proces, we współpracy z Schofield i Rachel O'Reilly, Ph.D., z University of Warwick. W początkowym etapie zespół kierowany przez Schofielda użył technik synchrotronowych do zbadania natury gatunków siarki przed wyłączeniem rozpylaczy PEG, a następnie okresowo, gdy statek wyschnął. Był to pierwszy eksperyment w czasie rzeczywistym, który dokładnie badał ewolucję utlenionej siarki i związków żelaza. To osiągnięcie poinformowało o wysiłkach zmierzających do opracowania nowych ukierunkowanych metod usuwania tych szkodliwych gatunków z drewna Mary Rose.

Następnym krokiem będzie zastosowanie nanokompozytu opartego na nanocząstkach rdzenia magnetycznego tlenku żelaza, które zawierają środki na ich powierzchni, które mogą usuwać jony. Nanocząstki można nanosić bezpośrednio na porowatą strukturę drewna i kierować do określonych obszarów drewna za pomocą zewnętrznych pól magnetycznych, techniki wcześniej zademonstrowanej do podawania leku. Nanokompozyt będzie obejmował polimer reagujący na ciepło, który chroni nanocząstki i zapewnia sposób bezpiecznego dostarczania ich do iz powierzchni drewna. Główną zaletą tego podejścia jest to, że pozwala ono na całkowite usunięcie wolnych jonów żelaza i siarczanów z drewna, a te nanokompozyty można dostroić poprzez ulepszenie ich powierzchni.

W tym kontekście Corr zauważa: "Konserwatorzy po raz pierwszy będą dysponować najnowocześniejszą metodą ilościową i naprawczą w zakresie bezpiecznego i szybkiego oczyszczania drewnianych artefaktów. Planujemy następnie przenieść tę technologię na inne odzyskane materiały. z Mary Rose, takich jak tkaniny i skóra. "

menu
menu