آثار تاریخی با فناوری نانو احیا می‌شوند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از Nanowerk، برای مرمت کلیسای پیزا، از سنگ‌‌هایی استفاده می‌شود که پیش از این در قرن 11 میلادی نیز برای ساخت این کلیسا از آنها استفاده شده بود. فناوری‌‌های رایجی مانند لیزر نیز در خدمت مرمت‌کاران خواهد بود.

اما هم‌زمان، مرمت‌کاران برخی تکنیک‌‌های نوین را نیز آزمایش می‌کنند؛ از جمله محصولی ابتکاری که برگرفته از ذرات نانو است. این محصول ابتکاری، به محکم‌سازی ساختار داخلی سنگ‌‌ها (که در کلیساها عمدتا سنگ مرمر هستند) کمک می‌کند. این ماده به بخش‌‌های آسیب‌دیده سنگ تزریق می‌شود.

روبرتو چلا، مهندس عمران، می‌گوید: «سنگ مرمر منفذهای کمی دارد و همین ما را مجبور می‌کند که از ذراتی در مقیاس نانو استفاده کنیم. ذراتی که بتوانند در داخل سنگ نفوذ کنند و ما را از ترمیم کامل اثر مطمئن کنند».

گروهی از شیمیدان‌‌ها که در چهارچوب یک پروژه تحقیقاتی اروپایی در حال کارند، توانسته‌اند ترکیب محکم‌کننده جدیدی تولید کنند، ترکیبی که حاوی کربنات کلسیم است و از مخلوط کردن اکسید کلسیم، آب و دی‌اکسید کربن به دست می‌آید. ذرات کوچک نانویی که در این ترکیب معلق هستند این توانایی را دارند تا به درون سنگ‌‌ها و ساختار فرسوده نفوذ و از تجزیه آنها جلوگیری کنند.

​داریو پائولوچی، شیمیدان دانشگاه پیزا می‌گوید: «مهم است که این ذرات، طبیعت شیمیایی همان سنگ‌‌هایی را داشته باشند که باید ترمیم شوند. به این ترتیب با گذشت زمان، این ذرات تحت تاثیر فرآیندهای مختلف فیزیکی و مکانیکی قرار نمی‌گیرند؛ فرایندهایی که می‌تواند در نهایت منجر به شکستن سنگ‌ها شود».

پنج کلیسای اروپایی از جمله کلیسای سنت استفان در شهر وین، پایتخت اتریش در این پروژه مشارکت دارند.

در اتریش ویژگی‌‌های مکانیکی سنگ‌‌ها بررسی می‌شوند اما از آنجا که نمی‌توان نمونه‌‌های زیادی از سنگ‌‌های کلیسا را برای آزمایش‌‌ها استفاده کرد، دانشمندان سعی کرده‌اند عمر قطعه سنگ‌‌های محدودی را که برای نمونه استفاده می‌کنند، افزایش دهند.

ماتئا بن، دانشمند مواد در دانشگاه تکنولوژی وین، می‌گوید: «ما برای حفظ سنگ‌‌های نمونه، روش‌‌های مختلفی را آزمایش کردیم. مثلا تلاش کردیم آنها را منجمد کنیم یا در محیط‌‌های نمکی و اسیدی قرار دهیم. در نهایت تصمیم گرفتیم با حرارت، عمر آنها را افزایش دهیم. بنابراین سنگ‌ها را تا دمای خاصی گرم می‌کنیم. پس از گرم شدن، مواد در داخل سنگ‌‌ها منبسط می‌شوند و به سمت مشخصی گسترش می‌یابند. آنها با این انبساط، به مواد معدنی اطراف فشار می‌آورند و باعث ترک سنگ می‌شوند. ما به این ترک‌‌ها نیاز داریم تا آنها را محکم کنیم».

این مواد محکم‌کننده برای محکم سازی انواع مختلف سنگ‌‌های کلیساهای اروپا استفاده شده‌اند از جمله سنگ‌‌های آهکی، ماسه سنگ و سنگ مرمر. پژوهشگران نتیجۀ استفاده از این ماده را روی سنگ‌‌های مختلف به طور دقیق بررسی می‌کنند.

یوهانس ویبر، کارشناس پتروشیمی از دانشگاه هنرهای کاربردی وین، می‌گوید: «قبل از همه، مواد محکم‌کننده سنگ‌‌ها باید به خوبی توسط سنگ جذب شوند. سپس در دوران تبخیر آنها، این مواد باید در نقطه مشخصی در ساختار داخلی سنگ رسوب شوند. حجم این مواد نباید پس از سرد شدن خیلی کوچک شود. تمام مواد پس از سرد شدن کوچک می‌شوند، مواد محکم کننده سنگ‌‌ها نیز همین ویژگی را دارند. این مواد باید به مواد سنگ بچسبند اما نباید منافذ سنگ را کاملا ببندند».

آزمایش‌‌ها در کلیساهای جامع اروپایی همچنان در حال انجام است. پژوهشگران امیدوارند کارشان به حفظ بهتر میراث فرهنگی در سطح اروپا کمک کند.