Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3 - Коллектив авторов

1) высушивались при температуре 35°С в течение 5 часов, что не вызывало гибели спор, но препятствовало их прорастанию, и затем подвергались лазерной обработке;

2) помещались во влажную камеру при температуре 25°С на 3–4 суток для проращивания спор и образования поверхностного мицелия, после чего подвергались лазерной обработке.

Для проверки результатов обработки исследованных образцов при помощи лазера применялся метод смыва спор и мицелия с поверхности субстрата на питательные среды и их культивирование в термостате в течение 5–10 дней при температуре 25°С, после чего проводился подсчет числа выросших колоний.

В Табл. 1 представлены усредненные результаты, полученные в трех сериях экспериментов. Как видно из таблицы, под действием лазера происходило удаление микроорганизмов, при этом эффективность данного процесса напрямую связана с величиной плотности энергии лазерного излучения. Однако, 100 %-го удаления микромицетов удалось достигнуть не во всех случаях. Возможно, это связано с особенностями структуры известняка, более пористой, чем у мрамора.

Таблица 1. Зависимость эффективности удаления спор и участков мицелия с поверхности известняка от плотности энергии лазерного излучения

При работе с модельными образцами бумаги нами был использован волоконный иттербиевый лазер (модель «МиниМаркер М10», изготовитель – ООО «Лазерный центр», Россия). Он излучает на той же длине волны (1,06 мкм), что и модель Smart Clean, то есть также является инфракрасным лазером, однако имеет другие выходные параметры: средняя мощность до 10 Вт, длительность импульсов 10 нс, частота повторения импульсов 20–100 кГц.

Выбор лазера «МиниМаркер» в данном случае был связан с физико-механическими свойствами бумаги. Из научной литературы известно, что для уменьшения теплового воздействия при очистке бумаги необходимо применять лазеры с очень короткой (наносекундной) длительностью импульсов [15, 16].

Экспериментальные исследования проводились на модельных образцах целлюлозной картографической бумаги (плотность 150 г/м2) размерами 1,5 × 1,5 см2, на которые наносились суспензии спор в количестве 0,1 мл. В качестве биодеструкторов были выбраны микромицеты родов Cladosporium cladosporioides (Fresen.) G.A. de Vries, Penicillium aurantiocandidum Dierckx & Biourge, Trichoderma viride Pers. После лазерной обработки образцы бумаги суспензировали. Полученную взвесь переносили в чашки Петри на стандартные агаризированные питательные среды и культивировали в термостате в течение 5–10 дней при температуре 25°С, затем проводился подсчет выросших колоний.

Ил. 3. Процесс обработки образцов бумаги лазером «МиниМаркер»

При обработке образцов использовались следующие выходные параметры лазера: средняя мощность – 4–6 Вт, длительность импульсов 10 нс, частота повторения импульсов 20 кГц. Процесс облучения образцов показан на ил. 3.

В Табл. 2 приведены усредненные результаты трех серий экспериментов по удалению спор микромицетов, которые показывают высокую эффективность лазерной обработки и в данном случае.

Таблица 2. Зависимость эффективности удаления спор и участков мицелия с поверхности бумаги от плотности энергии излучения лазера

Таким образом, эксперименты, проведенные на модельных образцах из различных материалов, а также результаты наших практических работ по реставрации мраморных скульптур с использованием технологии лазерной очистки позволяют говорить о том, что лазерная обработка является перспективным методом борьбы с биологическими повреждениями памятников.

В ближайшей перспективе авторы предполагают продолжить исследования по лазерному удалению биопоражений с поверхности мрамора, известняка, бумаги, а также ряда других материалов. Кроме того, планируется расширение области исследований как с точки зрения разнообразия биопоражений (модельные эксперименты по удалению водорослей), так и с точки зрения используемых источников излучения. Как известно, одним из методов борьбы с биодеструкторами является их облучение в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне шкалы электромагнитных волн [17]. УФ составляющую оптического диапазона излучения называют биологически активной, так как она обладает наиболее выраженным влиянием на живой организм. В связи с этим мы планируем проведение комплексных исследований по использованию УФ-ламп и лазеров УФ-диапазона для удаления биопоражений с поверхности памятников.

Авторы статьи выражают благодарность М. Д. Геращенко за помощь в проведении экспериментов по лазерной обработке бумаги. Часть проведенных исследований выполнена при финансовой поддержке гранта Минобрнауки (Госконтракт № 14.74 0.11.0601 от 05.10.2010 г.).

Литература

1. Ребрикова Н. Л. Биология в реставрации. М., 1999.

2. Славошевская Л. В. Биоповреждения в музее // Сохранность культурного наследия: наука и практика. Вып. 3 (Будущее прошлого: расширение доступа и сохранность коллекций). СПб., 2000.

3. Власов Д. Ю., Франк-Каменецкая О. В., Маругин А. М. и др. Новые принципы защиты памятников из камня от биологических повреждений // Памятники. Вектор наблюдения: сб. статей по реставрации скульптуры и мониторингу состояния памятников в городской среде. СПб., 2008.

4. Cooper M. Laser cleaning in conservation: An introduction // Butterworth-Heinemann. Oxford, 1998.

5. Salimbeni R. Laser techniques in Conservation in Europe // SPIE Proceedings, Vol. 5857 (2005). P. 8–18.

6. Чулин А. В., Парфенов В. А. Использование лазерных технологий для реставрации металлических объектов истории и культуры // Оптический журнал. Т. 74. № 8 (2007). С. 56–…

7. Иванов О. И., Казанова А. В., Лазарев П. А., Парфенов В. А. Об использовании технологии лазерной очистки при реставрации скульптуры Летнего сада в Санкт-Петербурге // Сохранение, исследование, консервация, реставрация и экспертиза музейных памятников. Научные доклады VI Международной научно-практической конференции (Киев, 27–30 апреля 2008). Киев, 2008. Ч. 1. С. 180–185.

8. Leavengood P., Twilley J., Asmus J. Lichen removal from chinese spirit path figures of marble // Journal of Culture Heritage. 2000. Vol. 1. P. 71–74.

9. Marakis G., Pouli P., Zafiropulos V., Maravelaki-Kalaitzaki P. Comparative study on the application of a Q-switched Nd: YAG laser system to clean black encrustation on marble // J. Cult. Heritage. 2003. Vol. 4. P. 83–91.

10. Парфенов В. А., Кирцидели И. Ю. Использование лазерной технологии для удаления микогенных загрязнений с поверхности памятников // Современная микология в России. М., 2008. Т. 2 (Материалы 2-го Съезда микологов России). С. 376–377.

11. Геращенко А. Н., Кирцидели И. Ю., Парфенов В. А. Использование технологии лазерной очистки для борьбы с биологическими повреждениями в музеях // Иммунопатология. Аллергология. Инфектология. 2009. № 2. С. 42.

12. Геращенко А. Н., Кирцидели И. Ю., Парфенов В. А. Удаление микромицетов с поверхности памятников при помощи лазерной обработки // Научно-технические ведомости СПбГПУ. СПб., 2009. № 4 (88). С. 113–118.

13. Парфенов В. А., Применение лазерных технологий для реставрации памятников // Красная линия: Журнал современных строительных технологий. Вып. 38 (июль 2009). С. 48–51.

14. Парфенов В. А. Применение лазерных технологий в реставрации. Инновационный подход к сохранению культурного наследия // Петербургский строительный рынок. 2010. № 3–4 (125). С. 54–56.

15. Ochocinska K., Kaminska A., Sliwinski G. Experimental investigations of stained paper documents cleaned by Nd: YAG laser pulses // Journal of Culture Heritage. 2003. Vol. 4. P. 188–193.

16. Kaminska A., Sawczak M., Cieplinski M., Sliwinski G., Kosmowski B. Cororimetric study of the post-processing effect due to pulsed laser cleaning of paper // Optica Applicata. Vol. XXXIV. № 1. 2004. P. 121–132.

17. Жданова Н. Н., Василевская А. И. Экстремальная экология грибов в природе и эксперименте. Киев, 1982.

А. Б. Гребенщикова, В. В. Сергиеня. Методика отслоения масляной живописи XIX в. от фресок XII в. в Спасо-Преображенской церкви Евфросиньева монастыря города Полоцка[5]

Отслоение и сохранение на новом основании поновления живописи еще недостаточно распространено в реставрации настенных росписей, хотя преимущества его очевидны. Этот способ позволяет сохранить оба слоя живописи – первоначальный и слой записи, который часто является предметом художественного наследия. Таких примеров в росписях храмов великое множество. Необходимость применения этого метода отмечал еще в двадцатые годы XX в. И. Э. Грабарь. Но отслоение красочного слоя – очень трудоемкий и долгий по времени процесс, связанный с работой с вредными растворителями. Поэтому разработки велись достаточно долго. Первые опыты были сделаны в ЦГРМ в 1921 г. Д. Ф. Богословским применительно к иконам. Затем в 1934 г. пробные работы выполняли известные реставраторы Г. О. Чириков, И. Н. Плеханов и В. О. Кириков, образцы этих работ не сохранились [1]. Правда, работы тогда проводились с использованием уксусной кислоты. Метод переноса живописи на новое основание стал более доступен после внедрения в реставрацию в 1959 г. (Г. Н. Томашевич и В. В. Филатовым) нейтральных органических растворителей. В том же году В. В. Филатов разработал метод отслоения масляных и темперных записей на иконах с применением бумажной профилактической заклейки, осетрового клея и компрессов, смоченных органическими растворителями. Но эта методика была применена только к небольшим станковым памятникам. В 1975–1976 гг. был разработан метод отслоения без использования профилактической заклейки на пленку поливинилбутираля. Позднее эта методика стала применяться и на монументальных памятниках. Она была внедрена в реставрационную практику в России в 1978 г. С. В. Филатовым, выполнившим отслоения в церкви «Иоанна Богослова» Макаровского погоста под городом Саранском [2]. Также известны опыты отслоения монументальной и станковой записи, выполненные в 1981 г. О. В. Лелековой и А. В. Ивановой [3] и А. И. Баером [4] в 1992 г.