Графен защитил картины от разрушения. Вуаль можно стереть ластиком

Графеновый слой можно легко удалять из картин, а его коэффициент защиты составляет 70%. Чтобы проверить новый способ ученые искусственно состарили подаренную им картину, а детали графеновой защиты описали в Nature Nanotechnology. Типичной проблемой для произведений искусства является заметная чувствительность к условиям окружающей среды. Например, воздействие ультрафиолетового и видимого света вызывает изменения цвета, пожелтение и выцветание. Впоследствии картина теряет не только цвет, а и подвергается серьезным необратимым изменениям, как-то деградация и эрозия. Ярким примером является изменение цвета «Подсолнухи» Ван Гога — картина покрылась белым налетом из-за того, что в ней кристаллы красного свинца превратились в белый плюмбонакрит через реакцию примесей краски со светом и углекислым газом. Исследователи уже давно пытаются найти способ заменить коммерческие средства защиты картин, как-то лаки, на менее вредный материал, который в отличие от первых, не повлияет на них, не испортит качество цветов и может быть легко удален. Например, неструктурированные гидроксидом кальция спасали настенные рисунки майя, а росписи церкви Сан-Сальвадор в Венеции защищали вязкими полимерами. В своей работе ученые решили попробовать новый популярный среди ученых материал — графен.

Одной из важных характеристик графена является то, что он демонстрирует высокую жесткость и прочность, но при этом является достаточно гибким за его чрезвычайно малую толщину — всего в один атом. Он непроницаем для вредных соединений, таких как кислород, влага и агрессивные газы. Благодаря этим свойствам, наряду с гидрофобностью и светопоглощением графен, по мнению ученых, является идеальным кандидатом для защиты произведений искусства, во время хранения и транспортировки.

Так методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) можно создавать графеновые пленки размером до 30×30 квадратных сантиметров и переносить его на различные гибкие подложки. Однако прямое нанесение графена на произведения искусства может быть непростым, поскольку условия влажного переноса и горячего ламинирования могут быть вредными для хрупких окрашенных подложек. Поэтому ученые взяли обычную клейкую пленку, которая позволит приклеить графеновый слой и на бумагу, и на картон, и на полотно. Кроме того, графен из-за его толщины может быть легко удален с этой пленки, в отличие от имеющихся коммерческих полимерных покрытий. Поэтому, по мнению исследователей, он имеет конкурентное преимущество перед другими защитными материалами и веществами для защиты произведений искусства от выцветания.

В своих экспериментах ученые наносили графен в один, два и три слоя на подаренную им картину и искусственно состаривали ее 1050 часов под неоновыми лампами и белого света, а также под ультрафиолетовым излучением. Это было эквивалентно 200 годам непрерывной выставки в условиях музейного освещения. Сравнивая покрытые и не покрытые графеном части картины, ученые рассчитали коэффициент защиты — он составил 70%. Причем для покрытых однослойной графеновой вуалью изменения цвета были в диапазоне от 1,9 до 8,9, в зависимости от типа окраски. А для использованных в эксперименте коммерческих продуктов, этот показатель был в диапазоне от 17 до 20, что, по мнению исследователей, не может считаться приемлемым для консервации произведений искусства. Сам графен можно заметить только при внимательном наблюдении на темных цветах (например, синем). Общий коэффициент защиты голубого красителя составил 38,5% а для розового — 27,5%, что можно объяснить разной светостойкостью использованных художником красок. Кроме того, протестированыекоммерческие продукты нелегко удалить с поверхности произведения искусства, в отличие от графеновых покрытий, которые можно легко удалить с помощью ластика из мягкой резины, не повреждая произведение искусства.

И хотя графеновые слои больших размеров не лишены дефектов (таких как складки, зазоры и разрывы), ученые заметили, что они все еще могут обеспечивать впечатляющий защиту от диффузии кислорода, влаги и других веществ, а нанесение дополнительных слоев дополнительно улучшает барьерный эффект, поскольку любые неоднородности покрываются. Так графен доказал свою эффективность для полной защиты картин во время хранения или транспортировки.

Перевод материала nauka.ua