Det finns tusentals silverartefakter i museisamlingar runt om i världen, och att hålla dem glänsande är en ständig utmaning. Så forskare använder ny teknik för att ge konservatorer en hjälpande hand. Ett team av forskare ledda av Ray Phaneuf, en professor i materialvetenskap och teknik vid University of Maryland, College Park, har samarbetat med The Walters Art Museum i Baltimore för att undersöka mindre arbetsintensiva sätt att skydda silverartefakter från att bli smutsiga. De nya teknikerna, som kan hålla silverytor glänsande längre än traditionella metoder, skulle kunna bidra till att säkerställa att historiskt viktiga artefakter bevaras för framtida generationer att lära av och njuta av. Forskarna kommer att presentera sitt arbete på AVS 59th International Symposium and Exhibition, hålls 28 oktober – 2 november, i Tampa, Fla.
Silver mattas när svavelväte i luften reagerar med silvret, bildar ett fult svart lager av silversulfid på ytan av artefakten. Om smutsen syns på mormors silverbestickset, lite polermaskin och lite armbågsfett tar enkelt bort det. Men polering, som fungerar genom att lösa upp eller mala bort silversulfidskiktet, kan också ta bort en del av det underliggande silvret, ett oönskat resultat för ovärderliga konstverk.
För närvarande kan museikonservatorer applicera ett tunt lager nitrocellulosalack för att skydda silvret. Beläggningen är ofta handmålad av en utbildad specialist och måste tas bort och appliceras på nytt i genomsnitt vart trettionde år. Phaneuf noterar att det är svårt att applicera ett lager med jämn tjocklek över ett helt stycke, och processen för att ansöka, ta bort, och att återanvända filmen är tidskrävande.
"Vi gjorde en snabb beräkning av baksidan av kuvertet och fann att för ett stort museum som Metropolitan Museum of Art i New York, att behandla hela sin silversamling med nitrocellulosafilmer skulle sannolikt vara en oändlig uppgift, säger Phaneuf.
En snabbare konserveringsmetod är att visa silverbitar i en sluten kammare med filtrerad luft, men kamrarna läcker ofta, är dyra att installera och underhålla, och att placera en artefakt bakom glas kan hindra besökare från att se objektet på nära håll och från flera vinklar.
Phaneuf och hans kollegor undersöker en teknik som skulle kunna övervinna några av bristerna med nuvarande konserveringsmetoder. Kallas atomlagerdeposition (ALD), processen ger forskare kontroll på atomnivå över tjockleken på en transparent oxidfilm som de växer på ytan av silverföremål. Genom att köra en serie ytbegränsade kemiska reaktioner, forskare kan bygga skyddsfilmen ett atomtjockt lager i taget. Filmerna som Phaneuf och hans team har testat är under 100 nanometer tjocka, mindre än 1/1000 av tjockleken på ett människohår.
Phaneuf och hans kollegor experimenterar för närvarande med att applicera ALD -filmer på mycket enhetliga silvertestskivor. Enhetligheten hos skivorna gör det möjligt för forskarna att kontrollera variabler, såsom silvrets sammansättning, för att skapa en modell av matningskinetiken när svavel diffunderar genom ALD-filmen.
"Det är då vi får ta på oss våra fysikerhattar, "Phaneuf säger om att förenkla testfallen och bygga en förutsägbar modell. Testfallets resultat visade två komponenter i koncentrationsprofilen, vilket indikerar en snabbare svaveldiffusion genom små hål i den skyddande oxidfilmen. Forskarna experimenterar nu med flerskiktsfilmer som täpper till dessa pinholes.
Innan forskarna använder ALD på prisade museiföremål, de kommer att behöva visa att beläggningen kan tas bort utan att skada artefakten, och att den tunna filmen kommer att ha en minimal effekt på silverets estetiska utseende. När det gäller utseende, ALD-filmer kan ha en annan fördel jämfört med konventionell nitrocellulosalack, som kan gulna med åldern. Phaneuf och hans kollegor utför tester för att mäta hur tjockleken på ALD-filmerna påverkar hur silver reflekterar ljus.
"Obehandlat silver reflekterar vackert vitt ljus, Phaneuf förklarar. "Du vill inte att den skyddande filmen ska skapa störningseffekter som får den att se blå eller gul ut." Konstkonservatorernas expertögon kommer också att hjälpa forskarna att bedöma deras framgång i detta avseende.
Phaneuf säger att samarbetande museer snart kan tillåta teamet att testa sina metoder på förfalskningar av silverartefakter, och vid årets slut borde teamet arbeta med äkta pjäser. "Det finns ingen brist på komplexa objekt som den här metoden kan tillämpas på, "Phaneuf noterar." Det finns ett stort intresse nu för bevarandegemenskapen för hur nanoteknik och annan högteknologi kan användas för att bevara konst. "
