Den här månaden, två viktiga dokument i amerikansk historia - Emancipation Proclamation och det 13:e tillägget till konstitutionen - visades på Smithsonian National Museum of African American History and Culture (NMAAHC).

De bevaras i förseglade kapslingar som var specialdesignade, tillverkad och utrustad med miljösensorer av National Institute of Standards and Technology (NIST). Dokumenten görs tillgängliga från samlingen av filantropen David M. Rubenstein och visas i museets galleri Slavery and Freedom.

Varje kapsling är utrustad med en rad sensorer. "Systemet spårar tryck, temperatur, relativ fuktighet och syrehalt 24/7, och uppdateras var 15:e minut, "sade NIST -tryck- och vakuumforskaren Jacob Ricker, som är ansvarig för att designa sensorerna och övervakningssystemet för de två nya höljena.

"Det är bekvämt att ha kontinuerligt uppdaterade övervakningsdata lagrade på en molnserver och kunna plotta data över tid, "Sa Ricker." Om det sker en allvarlig förändring, systemet skickar ett e -postmeddelande till museet så att de kan vidta omedelbara åtgärder vid behov. Detta sparar betydande personal tid och gör det mycket enklare för användarna. "

Inuti varje kapsling, under ett tungt två-fönster laminerat glasskydd, dokumentkammaren är fylld med argon, en inert gas, och 0,03 procent syre. För att täta in gaserna, två stora O-ringar, eller packningar, ligger mellan de två halvorna av fallet, som precisionsfrästs av massiva aluminiumblock.

"Varje inneslutningsbotten skärs av en [rektangulär] aluminiumskiva som väger cirka 605 pund [cirka 274 kilo], "sa N. Jay Brandenburg, produktionschef/designingenjör i NIST:s Fabrication Technology Office. "När det är färdigt, botten har en genomsnittlig vikt på cirka 34,8 kg.

"Varje inneslutningsram skars av en aluminiumskiva som vägde cirka 142 kg. När den var klar, ramarnas genomsnittliga vikt är 56,5 pund [ca. 25,6 kg]. "Med stödstrukturer och instrumentering, slutvikten för varje vitrin är cirka 110 kg.

Toleranser för att passa ihop alla bitar sträcker sig från plus eller minus 1/1000 tum (cirka 0,025 millimeter) upp till 25 1/1 000 tum (0,635 millimeter).

NIST har gjort liknande inkapslingar tidigare, senast för delstaten New Yorks utställning av den preliminära emancipationsproklamationen, men också för konstitutionen, Självständighetsförklaring, Bill of Rights och många andra nationella skatter.

"Den största skillnaden och utmaningen vi stod inför detta projekt var kraven för att vi framgångsrikt skulle kunna designa och tillverka två kapslingar som är lika stora, men är baserade på de olika dokumentstorlekarna samtidigt som de två höljena monteras i ett befintligt montrar på museet, "sa Mark Luce, chef för NIST:s Fabrication Technology Office.

Dessutom, installationen innebar unika utmaningar. Vitrinskåpet måste monteras vertikalt och justeras ihop till en bildskärm medan övervakningsutrustningen är fäst på vitrinets bakvägg. NIST skapade en stödstruktur för båda montrarna, placerad cirka 2,5 centimeter (1 tum) från varandra, och en vagn för att rulla strukturen i väggen.

Gasinnehållet i höljena speglar strategiska beslut av konservatorer vid Smithsonian's Museum Conservation Institute (MCI), Rebecca Kaczkowski, och på NMAAHC, Valinda Carroll. Både den primära texten och signaturerna i det 13:e ändringsförslaget och underskrifterna från emancipationsproklamationen är skrivna med järngallbläck, som är en historisk formulering som används flitigt runt om i världen långt in på 1900 -talet. En kombination av järnsulfat och de mörka tanniner som extraheras från galler som bildas på ekar, det var vanligt förekommande i Amerika under Lincolns tid. Dock, nedbrytningen av bläcket kan påskynda försämringen av papperet och pergamentsubstraten. Genom att försegla järngallbläckdokument i en anoxisk, eller nästan syrefri miljö, bläckets försämring kan stabiliseras.

Det hade tidigare funnits farhågor på andra platser om att färgen på bläcket - ett pigment som identifierats som preussisk blå - skulle förändras med tiden utan lite syre i fodralet. Dock, ny forskning vid MCI har visat att ljus och inte anoxi är orsaken till blekning för detta pigment.

Genom att kombinera MCI -forskningsresultaten med de gynnsamma resultaten som tidigare visats för järngallbläck under anoxi, konservatorerna bestämde att argon med 0,03 procent syre och en låg ljusnivå skulle ge den optimala miljön för dokumenten.

Ricker tillbringade över en vecka på museet före installationen. "Vi måste testa höljena, testa varje tätning och varje fläns med helium för att kontrollera läckage, "sa han." Efter det, vi lägger i dokumentet och lägger glaset på det, och spola sedan ut syret därifrån genom att tillsätta argon tills rätt nivå har uppnåtts. "

Detta nära samarbete mellan NIST -experter och Smithsonian -konservatorer kommer att ge besökare från hela världen möjlighet att se dessa sällsynta dokument som avslöjar aspekter av den sena 1800 -talets afroamerikanska erfarenhet i USA.