Е. М. Шепилова. Перспективы использования наноматериалов для обеспечения сохранности фотодокументов

Е. М. Шепилова. Перспективы использования наноматериалов для обеспечения сохранности фотодокументов

Фотодокументы являются, пожалуй, одним из самых сложных объектов хранения в силу своей многоуровневой неоднородности, как по способу сохранения информации, так по химическому составу. К фотодокументам относятся отпечатки, т. е. сами фотографии, негативы, позитивы (слайды), как черно-белые, так и цветные. А также цифровые фотодокументы, отпечатки, полученные различными видами современной печати (принтер + специальная бумага). Объединяет их то, что они передают информацию о реально существовавших в конкретный момент времени объектах или процессах и имеют одинаковую структуру строения: основа и светочувствительный слой. Однако разные виды фотодокументов имеют различный материал основы и светочувствительного слоя. В качестве подложки использовались бумага, полимерная пленка, стекло, металл, эмульсиями служили желатина, альбумин, коллодий, а светочувствительным веществом являются галогениды серебра, красители, пигменты [1, 2].

В результате деструкции бумажной и пленочной основы фотодокументов выделяются различные вещества, в том числе уксусный ангидрид и двуокись азота, образующие с водой эмульсионного слоя кислоты и разрушающие тем самым эмульсию, а также катализирующие дальнейшее деструкцию основы. Поэтому следует уделить внимание упаковочным материалам, в которых фотодокументы хранятся, особенно если их нельзя выделить в отдельное хранение [3].

Для обеспечения сохранности фотодокументов разработаны специальные виды бумаги и картона. Это бумага «SILVERSAFE», она изготавливается из чистого хлопка, почти 100 % а-целлюлоза, не содержит соединений серы, хлоридов, лигнина и отбеливателей, имеет рН в.в. 7,0. А также фильтрующие сорбционные бумаги и картоны MicroChamber®, состоящие из следующих слоев:

• наружный поверхностный слой – бумага со щелочным резервом;

• внутренний слой – бумага со щелочным резервом, активированным углем и молекулярным ситом из цеолитов;

• второй поверхностный слой из чистой а-целлюлозы [4].

Как показали исследования зарубежных ученых, наиболее эффективную защиту от вредного воздействия уксусной кислоты, двуокиси азота оказывает бумага MicroChamber®.

Парами уксусной кислоты были обработаны образцы газетной бумаги в конвертах из полиэфирной пленки Milinex: контроль и обернутые бумагой MicroChamber®; с буферным запасом; нейтральной из а-целлюлозы и кислой бумагой. После ускоренного термического старения (трое суток при 100°С) контрольный образец побурел и только образец газетной бумаги, защищенный MicroChamber®, почти не изменил цвет, в отличие от образцов, защищенных нейтральной бумагой или имеющей буферный запас.

Обработка парами двуокиси азота цветной фотографии, частично закрытой бумагой MicroChamber®, и двух идентичных черно-белых негативов, один из которых был обернут бумагой MicroChamber®, а другой – бумагой с буферным запасом из 100 % а-целлюлозы, также продемонстрировали ее защитные свойства. Участок цветной фотографии, защищенный бумагой MicroChamber®, не утратил свои цвета, тогда как незащищенный участок – пожелтел. Негатив, защищенный бумагой MicroChamber®, не пожелтел, тогда как негатив, защищенный бумагой из 100 % а-целлюлозы с буферным запасом, стал желтым [6]. Защитное действие этого материала обусловлено, главным образом, сорбирующими свойствами активированного угля, входящего в его состав. Известно также применение углеродных волокнистых материалов в качестве сорбентов в различных фильтрах, в том числе и в витринах при эспонировании музейных предметов (например, материал Carbon Cloth). Однако непосредственное применение обугленных тканей для консервации документов, как показали опыты, затруднено опасностью загрязнения объектов угольной пылью.

Перспективным с этой точки зрения представляется использование композиционного материала на основе углеродных волокон для хранения фотодокументов. Материал такого рода – углеродная сорбционная бумага была разработана в Библиотеке академии наук для консервации термодеструктированных книг [6, 7]. Она обладает одновременно как сорбционной способностью за счет углеродного волокна, так и буферной емкостью благодаря хлопковой целлюлозе, обработанной щелочным агентом. Предполагалось ее использование в качестве вкладышей в микроклиматические контейнеры или прокладки между страницами книг, пострадавших от воздействия высоких температур, для нейтрализации избыточной кислотности термодеструктированных бумаги и сорбции вредных веществ типа формалина, использовавшегося для дезинфекции таких книг в экстремальных условиях. Соответственно, она может быть использована как вкладыши в коробки или конверты с фотодокументами, а также как упаковочный материал (обертка).

Разработана технология изготовления тонкой сорбционной бумаги пенным способом в присутствии поверхностно активных веществ и поливинилового спирта из углеродного волокна и хлопковой целлюлозы, предварительно обработанной щелочным агентом. На ил. 1 представлена микрофотография, наглядно демонстрирующая строение бумаги как смеси углеродных волокон и хлопковой целлюлозы. На ил. 2 представлена фотография углеродной сорбционной бумаги, соотношение углеродного волокна и хлопковой целлюлозы в которой составляет 50:50 и 30:70. Бумага имеет темно-серый цвет, интенсивность окраски зависит от количества углеродного волокна, при этом она не пачкает документ, что подтверждено специальным тестом на перенос пигмента с тестируемого образца бумаги на контрольный. Исследования показали, что с точки зрения сорбционной способности углеродсодержащей бумаги и одновременной возможности нейтрализации избыточной кислотности бумаги документов оптимальным соотношением углеродного волокна и хлопковой целлюлозы без ущерба для прочности сорбционной бумаги является 50:50.

На рис. 3 представлены результаты нейтрализации контактным методом бумаги двух термодеструктированных книг и модельных образцов кислой бумаги. Исходный рН водной вытяжки бумаги модельных образцов составлял менее 3, бумага одной книги имела рН менее 4, а второй – около 4. Листы книг и модельных образцов были проложены прокладками из сорбционной бумаги и положены под груз в камеру с повышенной влажностью. Через 25 дней выдержки производилось определение рН водной вытяжки бумаги с заменой прокладывающего материала на новый. Как видно из диаграммы (ил. 3), замена прокладок из сорбционной бумаги ощутимо интенсифицирует процесс нейтрализации избыточной кислотности бумаги исследуемых образцов.

Как показали исследования по сорбции формальдегида, разработанная углеродсодержащая бумага обеспечивает полное извлечение этого поллютанта при контакте с пропитанной раствором формалина бумагой. Сорбционная способность углеродного волокна в результате совместного отлива с хлопковой щелочной целлюлозой в присутствии ПАВ снижается незначительно. Углеродная сорбционная бумага, также как и бумага и картоны MicroChamber®, могут рассматриваться как наноматериалы, так как сорбция газов осуществляется за счет мезо– и микропор, обладающих огромной удельной поверхностью, размер которых соответствует понятию нанообъект.

К наноматериалам относятся объекты, включающие компоненты, размер которых хотя бы в одном измерении меньше 100 нм (10^-9м). Подразумевается, что не обязательно объект должен обладать хоть одним линейным размером менее 100 нм – это могут быть макрообъекты, атомарная структура которых контролируемо создается с разрешением на уровне отдельных атомов, либо же содержащие в себе нанообъекты [8].

Разработанная технология сорбционной бумаги предусматривает возможность модификации композиционного состава за счет введения специальных компонентов для получения материала с заданными свойствами.

Литература

1. Чернова Н. В. Идентификация фотодокументов и специфика их хранения. Методическое пособие. СПб., 2005.

2. Руза М., Робб Э. Обеспечение сохранности и организация хранения фотодокументов. М., 2007.

3. Сергазин Ж. Ф. Основы обеспечения сохранности документов. М.: Высшая школа, 1986.

4. Lavedrine В., GandolfoJ.-P., MonodS. Les collections photographiques. Guide de conservation preventive. Paris, 2000. P. 65–85.

5. Rempel S. Zeolite Molecular Traps And Their Use In Preventative Conservation. A version of this paper appeared in: Western Association for Art Conservation Newsletter, Vol. 18. № 1.

6. Левашова Л. Г., Шепилова Е. М. Материалы для фазовой консервации книг, пострадавших при пожаре // Сохранение культурного наследия библиотек, архивов и музеев: Материалы научной конференции (СПб., 14–15 февраля 2008 г.). СПб., 2008. С. 198–202.

7. Левашова Л. Г., Шепилова Е. М., Кулешова И. Н. Контактно-адсорбционный метод нейтрализации кислотности документов // Исследования в консервации культурного наследия. Материалы международной научно-методической конференции, посвященной 50-летнему юбилею ГосНИИР (11–13 декабря 2007 г.). М., 2008. Вып. 2.С. 166–171.

8. Андриевский Р. А., Рогуля А. В. Наноструктурированные материалы. М., 2005.

Ил. 1. Микрофотография сорбционной бумаги

Ил. 2. Сорбционная углеродная бумага.

50 % углеродного волокна + 50 % хлопковой целлюлозы

30 % углеродного волокна + 70 % хлопковой целлюлозы

Ил. 3. Зависимость рН водной вытяжки образцов бумаги от времени контакта с сорбционной бумагой

Данный текст является ознакомительным фрагментом.