Губернатор
Власть
Госуслуги
Пресс-центр
Законодательство
Справочная информация
Петербургские ученые разработали методику эффективной и безопасной очистки старинных книг и документов с помощью лазера
Ученые Санкт‑Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали методику очистки старинных книг, рукописей и архивных документов с использованием лазерной технологии. Новый подход позволяет эффективно и бережно удалять пыль, жировые и биологические загрязнения, в том числе следы жизнедеятельности плесневых грибов, из труднодоступных участков исторических артефактов.
Одним из ключевых преимуществ технологии перед традиционными механическими и химическими способами работы со сложными загрязнениями является принцип самоограничения лазера: луч автоматически перестает воздействовать на материал, как только касается чистой поверхности. Это полностью исключает риск повреждения восстанавливаемых объектов.
«Санкт‑Петербург обладает уникальным историко-культурным наследием, значительная часть которого хранится не только в музеях, но и в библиотеках, архивах и научных учреждениях. Сохранение старинных книг, рукописей и документов – важная часть нашей комплексной работы по защите этого бесценного наследия. Большой вклад в эту работу вносят наши петербургские ученые, которые создают перспективные технологии, объединяя фундаментальную науку и практические задачи реставрации. Это подтверждает и новая разработка исследователей ЛЭТИ, обладающая большим потенциалом для широкого внедрения и решающая важную задачу бережного сохранения исторических артефактов», - отметил вице-губернатор Владимир Княгинин.
Новая технология основана на использовании импульсного волоконного иттербиевого лазера, излучающего в ближнем инфракрасном диапазоне около одного микрометра. Выбор диапазона связан с оптическими свойствами материалов (бумаги, кожи, пергамена): подложка преимущественно отражает инфракрасное излучение, в то время как загрязняющий слой активно его поглощает. Это обеспечивает эффект самоограничения: как только загрязнение испаряется или удаляется, лазерный луч начинает отражаться от чистой поверхности, что исключает дальнейшее воздействие на сам материал.
Особое значение технология имеет для очистки таких труднодоступных участков, как верхний обрез и корешок книг, а также углов страниц, постоянно подвергающихся механическому воздействию при перелистывании.
Методика прошла поэтапное тестирование. Сначала на современных образцах офсетной и художественной бумаги с модельными загрязнениями (графитной пыли и смеси масел). После подбора оптимальных параметров излучения и подтверждения отсутствия повреждений ученые перешли к работе с подлинными историческими материалами.
В числе исследованных объектов – том пьесы «Генрих VI» Уильяма Шекспира (в основном с пылевыми загрязнениями на верхнем обрезе), фрагменты французского издания по аналитической геометрии начала XIX века, фрагменты религиозной книги XIX века с жировыми загрязнениями от масла и воска, европейский пергамен XV века, газетная бумага 1942 года с добавлением соломы, а также книга «Воспоминания и размышления» Маршала Жукова с сильным заражением плесневыми грибами.
Несмотря на колоссальное разнообразие химического состава старинных бумаг, их основной компонент – целлюлоза – эффективно отражает применяемое ИК-излучение, что делает метод универсальным и безопасным при условии, что само загрязнение способно поглощать лазерную энергию.
В зависимости от характера загрязнения ученые использовали сухой и влажный режимы очистки. При сухом воздействии на низких уровнях энергии преобладают механические процессы, вызванные термическим расширением загрязнителя или подложки, что приводит к «выбиванию» частиц грязи. Если загрязнение недостаточно поглощает лазерное излучение, применяется вспомогательная жидкость, например, дистиллированная вода. Локальный нагрев вызывает образование пузырьков пара, которые обеспечивают мягкое механическое удаление наслоений.
Оценка эффективности и безопасности метода проводилась комплексно. Помимо визуального контроля, применялись методы микроскопии, спектрофотометрии (для анализа цветовых координат), инфракрасной спектроскопии, Рамановской спектроскопии, сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии.
«Результаты исследований подтверждают, что при оптимизации параметров энергии лазерного излучения, что должно выполняться индивидуально для каждого конкретного объекта, не происходит деструктивных изменений материала: в том числе, разрывов межмолекулярных связей и механических повреждений волокон бумаги. При этом метод можно комбинировать с другими способами очистки. К примеру, верхний слой капель воска можно предварительно удалять скальпелем, а затем продолжить очистку с помощью лазера», - отметила выпускница аспирантуры кафедры ЛИНС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ангелина Неелова.
Исследования по лазерной очистке бумаги ведутся в университете с 2007 года научным коллективом кафедры лазерных измерительных и навигационных систем (ЛИНС) под руководством профессора кафедр Фотоники и ЛИНС Вадима Парфенова. Как отмечают в вузе, Ангелина Неелова внесла значительный вклад в развитие направления, в частности, разработав методику очистки кожи и пергамена.
Экспериментальные исследования выполнены преимущественно с использованием лабораторной базы «ЛЭТИ – ЛазерЛаб», созданной в рамках программы развития университета «Приоритет-2030».
Ctrl + Enter
