wiadomości o firmie Diody UV LED: Niewidzialna Ręka Konserwatorów Zabytków

W dziedzinie konserwacji zabytków kultury, „minimalna interwencja” i „odwracalna konserwacja” to kluczowe zasady. Tradycyjne metody konserwacji są często ograniczone przez problemy takie jak uszkodzenia termiczne, pozostałości chemiczne i niewystarczająca precyzja. Producent UV LED, we współpracy z czołowym krajowym instytutem badań nad ochroną zabytków kultury, dostosował i opracował precyzyjny system utwardzania UV LED w niskiej temperaturze, aby sprostać dwóm głównym wyzwaniom: naprawie pęknięć w zabytkach z brązu i wzmocnieniu starożytnego papieru. System ten z powodzeniem rozwiązał trudności konserwatorskie wielu cennych zabytków kultury i stał się wzorem zastosowania technologii w niszowych dziedzinach.

Konserwacja ta obejmowała dwa typowe rodzaje zabytków kultury: Po pierwsze, lampę z brązu z okresu Zachodniej Dynastii Han, zakopaną pod ziemią przez ponad dwa tysiące lat, która wykazywała liczne drobne pęknięcia o szerokości od 0,1 do 0,3 mm. W niektórych miejscach korpus z brązu i warstwa rdzy odpadły. Tradycyjne utwardzanie żywicy epoksydowej wymaga ogrzewania w wysokiej temperaturze, co mogłoby łatwo spowodować odpadnięcie dekoracji. Po drugie, rzadką książkę z dynastii Ming, której papier stał się włóknisty z powodu inwazji owadów, a wytrzymałość włókien spadła do zaledwie 30% pierwotnego papieru. Konwencjonalne wzmacnianie pastą mogło łatwo powodować plamy po wodzie i wymagało okresu suszenia do 72 godzin, zagrażając bezpieczeństwu zabytku. „Wrażliwość termiczna brązów i kruchość starożytnych książek stworzyły w pracach konserwatorskich dylemat „wzmocnienie nieuchronnie prowadzi do uszkodzenia” – powiedział Li, konserwator z Instytutu Ochrony Zabytków Kultury. Dodał, że „technologia utwardzania bez ciepła, bez pozostałości i precyzyjnie kontrolowana” jest pilnie potrzebna, aby przełamać ten impas.

Aby sprostać specyficznym potrzebom konserwacji zabytków kultury, producenci UV LED opracowali dostosowane rozwiązania, z kluczowymi przełomami w trzech kluczowych obszarach: konstrukcji źródła światła, kompatybilności kleju i kontroli operacji.

Wykorzystując regulowane dwupasmowe źródło światła zimnego 365nm/395nm i stosując podłoże ceramiczne z azotku glinu oraz strukturę rozpraszania ciepła, wzrost temperatury w napromieniowanym obszarze utrzymywany jest poniżej 5℃, całkowicie eliminując uszkodzenia termiczne zabytków kultury. Gęstość mocy jest płynnie regulowana w zakresie 5-500mW/cm², a w połączeniu z grupą soczewek optycznych średnica plamki jest precyzyjnie kontrolowana w zakresie 0,5-10mm, umożliwiając skupioną naprawę drobnych pęknięć w zabytkach z brązu, a także pokrycie określonych obszarów wzmocnienia w starożytnych książkach.

We współpracy z firmami produkującymi kleje opracowano klej utwardzany UV dostosowany do zabytków kultury: W przypadku brązów indeks refrakcji kleju odpowiada warstwie korozji brązu (1,52-1,55), co pozwala na uzyskanie wytrzymałości po utwardzeniu 25 MPa i umożliwia odwracalne rozpuszczanie za pomocą specjalnego rozpuszczalnika, spełniając wymagania odwracalnej konserwacji; w przypadku starożytnych książek stosuje się klej UV modyfikowany nanocelulozą, o lepkości zaledwie 5 mPa·s i kontrolowanej głębokości penetracji w zakresie 0,01 mm. Po utwardzeniu tworzy „sieciowe wiązanie krzyżowe” z włóknami papieru i jest całkowicie przezroczysty, bez pozostałości fluorescencyjnych.

Wyposażony w moduł obrazowania mikroskopowego i pozycjonowania laserowego, system umożliwia 200-krotne powiększenie obszaru konserwacji w celu obserwacji w czasie rzeczywistym. Parametry utwardzania są wstępnie ustawiane za pomocą ekranu dotykowego — naprawa pęknięć w brązie wykorzystuje tryb „długość fali 365 nm + moc 100 mW/cm² + 2-sekundowe utwardzanie”, podczas gdy wzmacnianie starożytnych książek wykorzystuje tryb „długość fali 395 nm + moc 50 mW/cm² +

Etap wstępny: Powierzchnię pęknięcia oczyszczono mieszaniną etanolu w celu usunięcia luźnej rdzy i zanieczyszczeń. Głębokość pęknięcia potwierdzono za pomocą badań nieniszczących (maksymalnie 1,2 mm).

Wtrysk kleju i utwardzanie: Dostosowany klej UV wstrzyknięto do pęknięcia za pomocą mikrosyringi. Plamkę UV LED wyrównano z obszarem wtrysku za pomocą pozycjonowania laserowego i rozpoczęto utwardzanie zgodnie z ustawionymi parametrami. Klej utwardził się w ciągu 2 sekund i podczas procesu za pomocą systemu mikroskopowego nie zaobserwowano przelewu kleju.

Obróbka końcowa: Powierzchnię utwardzonej warstwy kleju wypolerowano drobnym papierem ściernym. W połączeniu z tradycyjnymi technikami postarzania, kolor i faktura naprawionego obszaru zostały całkowicie dopasowane do oryginalnego artefaktu. Spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej nie wykazała żadnych nieprawidłowych pozostałości chemicznych.

Wzmocnienie włókien: Starożytną książkę położono płasko na bezkwasowym stole warsztatowym. Klej UV z nanocelulozy rozpylono równomiernie na obszar flokulacji za pomocą opryskiwacza, przy czym pojedyncza objętość natrysku była kontrolowana na poziomie 0,1 ml/cm².

Precyzyjne utwardzanie: Źródło światła UV LED ustawiono w odległości 10 cm od papieru. Do zakończenia lokalnego wzmocnienia w ciągu 1 sekundy użyto trybu „utwardzania skanowaniem” (prędkość przesuwu 5 mm/s). Po utwardzeniu nadmiar kleju natychmiast wchłonięto bezkwasowym papierem chłonnym.

Testy wydajności: Wytrzymałość włókien wzmocnionego papieru wzrosła do 85% wytrzymałości oryginalnego papieru. Po testach odporności na starzenie (symulujących 50 lat naturalnego środowiska) nie było kruchości ani przebarwień, a warstwa kleju nie powodowała rozlewania się tuszu w starożytnej książce.

Konserwacja zabytków kultury, niszowe zastosowanie diod LED UV, udowodniła „elastyczną adaptowalność” technologii poprzez jej pomyślną implementację. Poprzez precyzyjną kontrolę długości fali, bezstopniową regulację mocy i współpracę w zakresie rozwoju materiałów, diody LED UV mogą pokonać ograniczenia tradycyjnych procesów i osiągnąć innowacyjne zastosowania w wyspecjalizowanych dziedzinach o bardzo wysokich wymaganiach dotyczących precyzji i bezpieczeństwa. Jak stwierdził dyrektor Instytutu Ochrony Zabytków Kultury, „To „zimne światło” nie tylko naprawia fizyczne uszkodzenia zabytków kultury, ale także zapewnia nową ścieżkę technologiczną dla dziedziczenia tradycyjnego dziedzictwa kulturowego.”