هیدروژل جدید: نجات‌بخش چوب‌های کشتی‌های غرق‌شده!

نقش کشتی‌های غرق‌شده در تاریخ

از RMS Titanic تا SS Endurance، کشتی‌های غرق‌شده پنجره‌های ارزشمندی به گذشته ارائه می‌دهند که به سرعت در حال از بین رفتن هستند. نگهداری‌کنندگان به آرامی آثار چوبی دریایی را خشک می‌کنند تا آن‌ها را حفظ کنند، اما این کار ممکن است به آن‌ها آسیب برساند. برای مراقبت بهتر از آثار چوبی حساس دریایی، محققان در ACS Sustainable Chemistry & Engineering یک هیدروژل جدید توسعه داده‌اند که به سرعت اسیدهای مضر را خنثی کرده و چوب‌های غرق‌شده از یک کشتی ۸۰۰ ساله را تثبیت می‌کند.

چالش‌های نگهداری از آثار چوبی دریایی

آثار چوبی ناشی از غرق‌شدگی کشتی‌ها در آب دریا غوطه‌ور هستند، محیطی که به باکتری‌های تولیدکننده اسید و قارچ‌های خورنده چوب اجازه رشد می‌دهد. برای جلوگیری از آسیب ناشی از اسید و میکروب‌ها، نگهداری‌کنندگان معمولاً آب را از این آثار با استفاده از روش‌های انجماد یا فرآیندهایی که آب را با دی‌اکسید کربن با فشار بالا یا یک پلیمر چسبناک جایگزین می‌کنند، خارج می‌کنند. با این حال، این فرآیندها ممکن است ماه‌ها طول بکشد و باعث شکنندگی یا تغییر شکل آثار شود.

راه‌حل‌های نوین برای حفظ آثار چوبی

یک گزینه جدیدتر این است که چوب‌های تاریخی مرطوب را با یک ژل بپوشانند که مانند یک ماسک صورت عمل می‌کند و چوب را با ترکیبات خنثی‌کننده اسید یا ضد میکروب غنی می‌کند. با این حال، جدا کردن این ماسک در آینده می‌تواند به سطح اثر آسیب برساند. بنابراین، شیاوهانگ سون و کیانگ چن تصمیم گرفتند هیدروژلی توسعه دهند که ترکیبات مبارزه‌کننده با اسید و میکروب را به طور یکنواخت در چوب پخش کند و به تدریج در طول زمان حل شود تا از آسیب به سطح اثر جلوگیری کند.

تحقیقات جدید در حفظ آثار تاریخی با استفاده از هیدروژل‌ها

محققان با ترکیب دو پلیمر، شامل بی‌کربنات پتاسیم که یک ترکیب خنثی‌کننده اسید است و نیترات نقره که نانوذرات ضد میکروبی را تشکیل می‌دهد، شروع کردند. این ترکیب باعث اتصال پلیمرها به هم و ایجاد یک ژل می‌شود. با تنظیم مقدار نیترات نقره، آن‌ها توانستند هیدروژل‌هایی با ماندگاری متفاوت تولید کنند. ژل‌هایی که مقدار کمتری نقره داشتند، پس از ۳ تا ۵ روز مایع شدند، در حالی که آن‌هایی که نقره بیشتری داشتند، به صورت یک ماده چسبناک باقی ماندند.

به عنوان یک رویکرد اثبات مفهوم، تیم تحقیقاتی هیدروژل‌هایی با مقادیر مختلف نقره را بر روی قطعات چوب ۸۰۰ ساله کشتی غرق‌شده «نان‌های وان» که در سواحل جنوبی چین کشف شده بود، قرار دادند. آن‌ها دریافتند که هر ژل تا عمق ۱ سانتی‌متر پس از ۱۰ روز، اسید را خنثی می‌کند. این در حالی است که ژل‌های مایع که نقره کمتری داشتند، این کار را سریع‌تر انجام می‌دهند و پس از ۱ روز خنثی می‌شوند.

تیم تحقیق همچنین متوجه شد که آثار باستانی که با ژل‌های مایع درمان شده بودند، ساختار سلولی خود را بهتر حفظ کرده و نسبت به آثاری که با ژل‌های جامد درمان شده بودند، شکنندگی کمتری داشتند. محققان می‌گویند که هیدروژل جدید آن‌ها می‌تواند برای حفظ و تقویت چوب‌های کشتی‌های غرق‌شده بدون ایجاد آسیب اضافی استفاده شود و توانایی درک معماهای گذشته را افزایش دهد.

نویسندگان این تحقیق به تأمین مالی از سوی بنیاد ملی علوم طبیعی چین و بنیاد تحقیقات پایه و کاربردی گوانگدونگ اشاره کردند.