В музейных коллекциях стекла распространяется неизлечимая болезнь:болезнь стекла. Симптомы:жирный вид, за которым следует тусклый вид. Лекарства пока нет, но причина известна. Вода в воздухе приводит к медленному разрушению стекла.
Стеклянная посуда на кухне, особенно если она стоит рядом с плитой, покрывается жирным дымком. Конечно, нет причин для паники. Почистите его немного и, возможно, снова замените фильтры в вытяжке. Но когда драгоценные стеклянные предметы из тщательно сохранившейся музейной коллекции выглядят так, будто они стояли рядом с дымящейся фритюрницей, это совсем другая история. Здесь происходит нечто большее, чем невинный слой грязи. Тусклая дымка может означать, что стекло медленно разрушается. В музейных кругах это известно как болезнь стекла. Гус Верхаар, аспирант Амстердамского университета, работает в Рейксмузеуме над методом прогнозирования, какое стекло подвержено этому состоянию.
Плач и пот
Стекло – один из тех материалов, которые кажутся неприкосновенными. Да, он хрупкий, но в то же время может занять очень многое. Археологические раскопки предоставили нам стеклянные бусы и черепки тысячелетней давности. Химики используют стеклянную посуду для экспериментов с самыми агрессивными веществами. Окна годами без проблем подвергаются большим перепадам температур и загрязнению воздуха.
Однако стекло также может портиться. Просто через контакт с водой из воздуха. «При высокой влажности некоторые компоненты стекла могут вступать в реакцию с водой из воздуха. В результате на поверхности стекла образуются соли. Это создает капли на поверхности стекла. Гелеобразные капельки, создающие впечатление жирного слоя на стекле. Иногда его называют «потным» или «плачущим» стеклом», — говорит Верхаар.
«Если стекло затем поместить в более сухую среду, эти капли высыхают, и на поверхности образуются кристаллы соли. Другая проблема возникает, когда очень маленькие капли воды впитываются во внешний слой стекла. В более сухой среде эта вода может испаряться, что приводит к образованию очень мелких трещин в верхнем слое. Мы называем это кризисом. Тогда стекло будет выглядеть тусклым».
Сначала бесцветный, теперь розовый
Верхаар берет ящик с надписью «больные очки». У него есть некоторые проблемы с этим обозначением. «Когда вы говорите «болезнь», это подразумевает, что лечение или выздоровление возможно, но это не так. Ущерб необратим, и в лучшем случае мы можем отложить процесс». Из ящика он достает элегантный кувшин из матового розового стекла. крутящийся очевиден, но он настолько равномерно распределен, что почти не беспокоит. «Когда-то этот кувшин был не только прозрачным, но и бесцветным», — почти небрежно говорит Верхаар, роясь дальше в ящике.
Бесцветный? Это трудно представить с этим явно розовым объектом. Является ли изменение цвета также симптомом болезни стекла? «Вот это косвенное следствие. Это стекло содержит марганец, который был добавлен для того, чтобы сделать стекло бесцветным и красивым. Когда начался процесс разложения из-за контакта с водой из воздуха, марганец окислился. А оксид марганца розовый».
Влажность и особенно ее изменения играют важную роль в развитии стеклянной болезни, но это не единственное. «Мы знаем, что некоторые типы стекла имеют гораздо более высокий риск разложения из-за их специфического состава». Сырьем для производства стекла является песок, который в основном состоит из кремнезема (диоксида кремния, SiO2 ) состоит. Кремнезем является так называемым сеткообразователем в стекле. Добавки снижают температуру плавления кремнезема, что облегчает работу с материалом.
Традиционно использовались вещества, содержащие много солей с натрием (Na) или калием (K), например сода или зола сожженных растений. «Проблема заключается в этих солях», — объясняет Верхаар. «Ионы натрия и калия относительно подвижны в сетке кремнезема. На поверхности они могут вступать в реакцию с водой из атмосферы».
Стабилизирующая известь
Переработчики стекла уже давно знают, что добавки делают стекло более нестабильным, и поэтому добавляют стабилизаторы, такие как известь. «При нагревании извести выделяется кальций, который обеспечивает стабильность сети». В отличие от Na + и К + двухвалентный кальций (Ca), вы пишете Ca 2+ . Положительные заряды притягивают относительно отрицательно заряженные атомы, в сетке кремнезема это кислород (О). Ca 2+ может притягивать два атома кислорода и, таким образом, обеспечивает большую структуру сети, поэтому Na и K могут менее легко перемещаться.
Верхаар исследует взаимосвязь между компонентами стекла, продуктами разложения на поверхности и склонностью к разложению. «Количество солей натрия и калия важно, но, возможно, их соотношение с содержанием кальция является хорошим показателем стабильности стекла». Измеряя, какие продукты разложения содержат загрязненное стекло, он надеется разработать метод прогнозирования.
«Если мы сможем показать, что определенные продукты разложения характерны для болезни стекла, и мы сможем показать эти продукты на стекле, которое еще не повреждено визуально, мы сможем определить, какое стекло нестабильно и находится в зоне риска». Реставраторы и реставраторы смогут затем принять меры по ограничению рисков, говорит Верхаар. «Это можно сделать, храня и демонстрируя стакан при определенных условиях. Влажность является важным фактором окружающей среды, но она также может означать, что стекло нельзя одалживать или размещать рядом с другими материалами». Дерево, например, печально известно выделяемыми кислотами. Это может вызвать серьезные проблемы с хрупким стеклом.
Венецианское стекло
Стеклодувы прекрасно знали, как влиять на свойства своего стекла, но их стремление к созданию еще более красивого стекла, по иронии судьбы, привело к катастрофическим результатам. Верхаар:«Знаменитое венецианское стекло — одна из важнейших групп проблем для музеев. Венецианские стеклодувы хотели производить очень чистое стекло, поэтому очищали различные сырьевые материалы перед их добавлением. В результате получилось красивое прозрачное стекло, но оно также стало гораздо менее стабильным. Стабилизирующие ингредиенты, вероятно, также исчезли в результате этой очистки».
Кстати, стекольная болезнь может поражать и современное стекло. Верхаар берет современный бокал для ирландского кофе там. На нем жирный слой с каплями. «Он также кажется жирным», — подтверждает Верхаар. «Кислоты из окружающей среды мигрируют в стекло, делая поверхность относительно основной. Это дает мыльный слой». Для Верхаара эти очки являются ценным исследовательским материалом. Вы не можете просто так встретить музейное стекло, даже если проводите исследование для Рейксмузеума.
Ватный тампон
Чтобы найти работоспособный метод тестирования (музейного) стекла, это должен быть метод, который не повреждает стекло. Но вам нужно что-то, чтобы иметь возможность проанализировать, что именно находится на поверхности стекла. Верхаар сознательно ищет метод, который легко применить. Его инструменты на удивление низкотехнологичны. :ватная палочка! При этом он пробует стекло, то есть аккуратно стирает немного жирного слоя или мелких кристаллов с поверхности. «Это может быть просто ватная палочка из аптеки, ничего особенного».
Затем тампон помещают в деионизированную воду для разрыхления образца. Последним шагом является анализ образца в ионном хроматографе, содержащем два типа разделительных колонок:одна для положительно заряженных катионов (таких как Na + ). , К + , Ca 2+ ) и один для отрицательно заряженных анионов (особенно ацетата CH3 Главный операционный директор - и отформатируйте HCOO - ). «Я выбрал ионную хроматографию, потому что это очень чувствительный метод. Вам понадобится всего лишь небольшой образец. Всего семь микролитров. Это очень важно для данного исследования, поскольку материала для работы очень мало».
Макены
С тех пор Верхаар провел множество модельных измерений на поврежденных, но не музейных экспонатах, в том числе на стекле для ирландского кофе. Он показывает результат, и в глаза бросается огромный пик Na, в то время как среди анионов явно доминирует формиат. «Таким образом, с помощью этого метода можно кое-что сказать о составе и концентрации продуктов разложения на поверхности стекла, — заключает Верхаар. — Присутствие формиата натрия на стекле может указывать на фактор риска». Но для этого необходимо гораздо больше работы. найти надежный метод измерения. Следующим шагом в его исследованиях станет сравнение с серией манекенов.
«Я собираюсь приготовить разные солевые растворы в разных концентрациях и применить их к предметным стеклам модели. Затем я возьму образец каждого предметного стекла и проанализирую его с помощью ионной хроматографии. Таким образом, я могу определить, можно ли с помощью этой методики достоверно определить, какие соли содержит образец и в какой пропорции друг к другу». Если это сработает, пришло время поработать с реальными образцами музейных экспонатов на разных стадиях деградации. «Это было бы первым шагом в установлении связи между концентрацией опасных солей и повреждением стекла». Еще неизвестно, на каких объектах он сможет использовать свои измерения. Потому что даже легкое движение ватной палочкой – рискованная операция для хрупкого стекла.
