εταιρικά νέα για UV LED: Το Αόρατο Χέρι των Συντηρητών Αρχαιοτήτων

Στον τομέα της αποκατάστασης πολιτιστικών λειψάνων, η «ελάχιστη παρέμβαση» και η «αναστρέψιμη αποκατάσταση» αποτελούν βασικές αρχές. Οι παραδοσιακές μέθοδοι αποκατάστασης συχνά περιορίζονται από προβλήματα όπως η ζημιά από τη θερμότητα, τα χημικά υπολείμματα και η ανεπαρκής ακρίβεια. Ένας κατασκευαστής UV LED, σε συνεργασία με ένα κορυφαίο εγχώριο ερευνητικό ινστιτούτο προστασίας πολιτιστικών λειψάνων, προσάρμοσε και ανέπτυξε ένα σύστημα σκλήρυνσης με UV LED ακριβείας χαμηλής θερμοκρασίας για να αντιμετωπίσει δύο μεγάλες προκλήσεις: την επισκευή ρωγμών σε χάλκινα τεχνουργήματα και την ενίσχυση του αρχαίου χαρτιού. Αυτό το σύστημα έχει επιλύσει με επιτυχία τις δυσκολίες αποκατάστασης πολλών πολύτιμων πολιτιστικών κειμηλίων και έχει γίνει πρότυπο για την εφαρμογή της τεχνολογίας σε εξειδικευμένους τομείς.

Αυτή η αποκατάσταση περιελάμβανε δύο τυπικούς τύπους πολιτιστικών κειμηλίων: Πρώτον, ένας χάλκινος λαμπτήρας Φοίνικας της δυναστείας των Δυτικών Χαν, θαμμένος στο έδαφος για περισσότερα από δύο χιλιάδες χρόνια, εμφάνιζε πολλές λεπτές ρωγμές που κυμαίνονταν από 0,1 έως 0,3 mm. Σε ορισμένες περιοχές, το χάλκινο σώμα και το στρώμα σκουριάς είχαν ξεφλουδίσει. Η παραδοσιακή σκλήρυνση με εποξειδική ρητίνη απαιτεί θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία θα μπορούσε εύκολα να προκαλέσει την πτώση των διακοσμήσεων. Δεύτερον, ένα σπάνιο βιβλίο της δυναστείας Μινγκ, του οποίου το χαρτί είχε γίνει ινώδες λόγω προσβολής από έντομα, με την αντοχή των ινών να μειώνεται μόνο στο 30% του αρχικού χαρτιού. Η συμβατική ενίσχυση πάστας θα μπορούσε εύκολα να προκαλέσει λεκέδες νερού και να απαιτήσει περίοδο στεγνώματος έως και 72 ωρών, θέτοντας σε κίνδυνο την ασφάλεια του λειψάνου. «Η θερμική ευαισθησία των μπρούντζων και η ευθραυστότητα των αρχαίων βιβλίων έχουν δημιουργήσει ένα δίλημμα «η ενίσχυση οδηγεί αναπόφευκτα σε ζημιά» στις εργασίες αποκατάστασης», δήλωσε ο Λι, αναστηλωτής στο Ινστιτούτο Προστασίας Πολιτιστικών Λειψάνων. Πρόσθεσε ότι απαιτείται επειγόντως μια τεχνολογία σκλήρυνσης «χωρίς θερμότητα, χωρίς υπολείμματα και επακριβώς ελεγχόμενη» για να σπάσει αυτό το αδιέξοδο.

Για την αντιμετώπιση των ειδικών αναγκών αποκατάστασης πολιτιστικών λειψάνων, οι κατασκευαστές UV LED έχουν αναπτύξει προσαρμοσμένες λύσεις, με βασικές ανακαλύψεις σε τρεις βασικούς τομείς: σχεδιασμός πηγής φωτός, συμβατότητα κόλλας και έλεγχος λειτουργίας.

Χρησιμοποιώντας μια ρυθμιζόμενη πηγή ψυχρού φωτός διπλής ζώνης 365nm/395nm και χρησιμοποιώντας κεραμικό υπόστρωμα νιτριδίου αλουμινίου και κατανεμημένη δομή απαγωγής θερμότητας, η αύξηση της θερμοκρασίας στην ακτινοβολούμενη περιοχή διατηρείται κάτω από 5℃, εξαλείφοντας πλήρως τη ζημιά από τη θερμική ακτινοβολία στα πολιτιστικά λείψανα. Η πυκνότητα ισχύος είναι απεριόριστα ρυθμιζόμενη μεταξύ 5-500 mW/cm² και σε συνδυασμό με μια ομάδα οπτικών φακών, η διάμετρος κηλίδας ελέγχεται με ακρίβεια μεταξύ 0,5-10 mm, επιτρέποντας την εστιασμένη επισκευή μικρών ρωγμών σε μπρούτζινα τεχνουργήματα καθώς και την κάλυψη συγκεκριμένων περιοχών ενίσχυσης στα αρχαία βιβλία.

Μια ειδικά σχεδιασμένη κόλλα πολυμερισμού για πολιτιστικά κειμήλια αναπτύχθηκε σε συνεργασία με εταιρείες αυτοκόλλητων: Για μπρούτζους, ο δείκτης διάθλασης της κόλλας ταιριάζει με το στρώμα διάβρωσης του μπρούτζου (1,52-1,55), επιτυγχάνοντας σκληρυνόμενη αντοχή 25 MPa και επιτρέποντας αντίστροφη διάλυση για επαναδιαλυτοποίηση με ειδικές απαιτήσεις. για τα αρχαία βιβλία, χρησιμοποιείται μια κόλλα UV τροποποιημένης με νανοκυτταρίνη, με ιξώδες μόνο 5 mPa·s και ελεγχόμενο βάθος διείσδυσης εντός 0,01 mm. Μετά τη σκλήρυνση, σχηματίζει μια «δικτυακή διασταύρωση» με ίνες χαρτιού και είναι εντελώς διαφανές χωρίς υπολείμματα φθορισμού.

Εξοπλισμένο με μονάδα μικροσκοπικής απεικόνισης και εντοπισμού θέσης λέιζερ, το σύστημα επιτρέπει μεγέθυνση 200x της περιοχής αποκατάστασης για παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο. Οι παράμετροι σκλήρυνσης προκαθορίζονται μέσω μιας οθόνης αφής—η επισκευή χάλκινης ρωγμής χρησιμοποιεί λειτουργία "μήκους κύματος 365 nm + 100 mW/cm² ισχύς + σκλήρυνση 2 δευτερολέπτων", ενώ η ενίσχυση αρχαίων βιβλίων χρησιμοποιεί "μήκος κύματος 395 nm + ισχύς 50 mW/cm² +

Στάδιο προεπεξεργασίας: Η επιφάνεια της ρωγμής καθαρίστηκε με μείγμα αιθανόλης για την απομάκρυνση της σκουριάς και των ρύπων. Το βάθος της ρωγμής επιβεβαιώθηκε μέσω μη καταστροφικών δοκιμών (μέγιστο 1,2 mm).

Έγχυση και ωρίμανση κόλλας: Η προσαρμοσμένη κόλλα UV εγχύθηκε στη ρωγμή χρησιμοποιώντας μια μικροσύριγγα. Το σημείο UV LED ευθυγραμμίστηκε με την περιοχή έγχυσης χρησιμοποιώντας τοποθέτηση λέιζερ και η σκλήρυνση ξεκίνησε σύμφωνα με προκαθορισμένες παραμέτρους. Η κόλλα σκληρύνθηκε μέσα σε 2 δευτερόλεπτα, και δεν παρατηρήθηκε υπερχείλιση κόλλας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χρησιμοποιώντας ένα μικροσκοπικό σύστημα.

Μετά την επεξεργασία: Η επιφάνεια του σκληρυμένου συγκολλητικού στρώματος γυαλίστηκε με λεπτό γυαλόχαρτο. Σε συνδυασμό με τις παραδοσιακές τεχνικές της αρχαιότητας, το χρώμα και η υφή του επισκευασμένου χώρου έγιναν απόλυτα συνεπείς με το αρχικό τεχνούργημα. Η φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ δεν έδειξε μη φυσιολογικά χημικά κατάλοιπα.

Ενίσχυση ινών: Το αρχαίο βιβλίο τοποθετήθηκε επίπεδο σε έναν πάγκο εργασίας χωρίς οξύ. Η κόλλα UV νανοκυτταρίνης ψεκάστηκε ομοιόμορφα στην κροκιδωμένη περιοχή χρησιμοποιώντας έναν ψεκαστήρα, με έναν μόνο όγκο ψεκασμού ελεγχόμενο στα 0,1 ml/cm2.

Ακριβής ωρίμανση: Η πηγή φωτός UV LED ρυθμίστηκε σε απόσταση 10 cm από το χαρτί. Χρησιμοποιήθηκε μια λειτουργία "σκλήρυνσης σάρωσης" (ταχύτητα κίνησης 5 mm/s) για να ολοκληρωθεί η τοπική ενίσχυση εντός 1 δευτερολέπτου. Μετά τη σκλήρυνση, η περίσσεια της κόλλας απορροφήθηκε αμέσως με απορροφητικό χαρτί χωρίς οξύ.

Δοκιμή απόδοσης: Η αντοχή των ινών του ενισχυμένου χαρτιού αυξήθηκε στο 85% αυτής του αρχικού χαρτιού. Μετά από δοκιμή αντοχής στη γήρανση (προσομοίωση 50 ετών φυσικού περιβάλλοντος), δεν υπήρξε ευθραυστότητα ή αποχρωματισμός και το συγκολλητικό στρώμα δεν προκάλεσε αιμορραγία μελανιού στο αρχαίο βιβλίο.

Η αποκατάσταση πολιτιστικών λειψάνων, μια εξειδικευμένη εφαρμογή των UV LED, έχει αποδείξει την «ευέλικτη προσαρμοστικότητα» της τεχνολογίας μέσω της επιτυχημένης εφαρμογής της. Με τον ακριβή έλεγχο του μήκους κύματος, τη σταδιακή προσαρμογή της ισχύος και τη συνεργατική ανάπτυξη υλικών, τα UV LED μπορούν να ξεπεράσουν τους περιορισμούς των παραδοσιακών διαδικασιών και να επιτύχουν καινοτόμες εφαρμογές σε εξειδικευμένους τομείς με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για ακρίβεια και ασφάλεια. Όπως δήλωσε ο διευθυντής του Ινστιτούτου Προστασίας Πολιτιστικών Κειμηλίων, «Αυτό το «κρύο φως» όχι μόνο επιδιορθώνει τις σωματικές βλάβες στα πολιτιστικά κειμήλια αλλά παρέχει επίσης μια νέα τεχνολογική διαδρομή για την κληρονομιά της παραδοσιακής πολιτιστικής κληρονομιάς».