Les conservateurs et les techniciens du musée protègent les précieux objets métalliques archéologiques, tels que les outils et les armes, avec des revêtements clairs, laissant des vues préservées et dégagées de ces trésors détaillés.
Cependant, les chercheurs ont signalé ACS Science centrale Que certaines des résines utilisées pour ces revêtements réagissent avec les métaux contenant du fer et peuvent causer des dommages. L'équipe a développé une stratégie d'imagerie de fluorescence non invasive qui révèle les premiers signes de ces réactions chimiques dommageables et a confirmé son utilité sur les artefacts anciens.
Les revêtements en polymère, y compris les résines acryliques, sont couramment utilisés pour protéger les artefacts métalliques contre l'exposition à long terme à la lumière, la chaleur, l'oxygène et l'humidité. Les revêtements sont à bien des égards idéaux pour cette application car les polymères sont légers, transparents et étanches, et ils peuvent adhérer fortement aux matériaux qu'ils préservent, y compris le bois gorgé d'eau.
Cependant, il y a des recherches limitées sur ce qui arrive aux revêtements polymères à mesure qu'ils vieillissent et comment cela pourrait affecter les métaux contenant du fer, comme l'acier ou la fonte, car il est difficile de surveiller où les matériaux se contactent. Les options actuelles comprennent le décollage ou la dissolution du polymère, risquant de dommages à l'artefact ou des techniques d'imagerie qui sont non destructives et rapides mais ne donnent pas une image claire et à haute résolution des interactions chimiques dans cet espace mince.
Ainsi, les chercheurs Rui Tian, Chao Lu et ses collègues ont développé une stratégie d'imagerie de fluorescence 3D pour éclairer les groupes carboxyle qui indiquent les premiers signes de corrosion et de rouille sur le métal contenant du fer.
Initialement, les chercheurs n'ont observé aucune fluorescence lorsqu'ils ont utilisé la technique d'imagerie pour regarder le métal fraîchement recouvert d'une résine acrylique commune utilisée pour préserver les artefacts métalliques (un copolymère de méthacrylate d'éthyle et d'acrylate de méthyle). Ils ont ensuite accéléré le processus de vieillissement de la résine en appliquant la chaleur et la lumière UV pendant 30 heures. Dans les observations, l'intensité de la fluorescence à l'interface résine-métal a régulièrement augmenté après trois heures.
Dans une démonstration de preuve de concept, les chercheurs ont testé leur technique d'imagerie par fluorescence sur une pièce de fer rouillée de la dynastie du chant nord à partir d'une fouille archéologique. Ils ont enduit l'artefact avec la même résine et accéléré le processus de vieillissement du polymère avec la chaleur et la lumière. Le revêtement de polymère vieilli a agrandi la production de groupes carboxyle dommageables, ce qui rend l'artefact déjà rouillé rusé. Cependant, sur un nouveau morceau de fer, le revêtement en polymère âgé n'a pas accéléré la rouille de surface.
L'équipe affirme que ces informations pourraient aider à développer de nouveaux polymères avec des stabilisateurs et des additifs anti-agités pour mieux protéger les artefacts métalliques.
