Migration of phthalate plasticisers in heritage objects made of poly(vinyl chloride): mechanical and environmental aspects
تتقصى هذه الورقة هجرة الملدنات من نوع الأرثو-فثالات في مقتنيات البولي فينيل كلوريد (PVC) التراثية لإثبات أن التنظيف السطحي آمن ومفيد بشكل عام، مع اقتراح بروتوكول خطوة بخطوة للتقييم غير الإتلافي لتوجيه قرارات الحفظ والترميم.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
السؤال الكبير: هل ننظف أم لا؟
تخيل أن لديك لعبة بلاستيكية قديمة أو قطعة من الفن الحديث مصنوعة من بلاستيك ناعم ومرن يسمى PVC (وهو نفس المادة التي تُصنع منها ستائر الحمام القديمة أو أسطوانات الفينيل). مع مرور الوقت، تبدأ هذه الأشياء في الشع feel باللزوجة، أو تبدو دهنية، أو تجذب الكثير من الغبار. يحدث هذا لأن "المُلين" الموجود داخل البلاستيك يتسرب ببطء إلى الخارج.
يواجه المرممون (الأشخاص الذين يعتنون بكنوز المتاحف) معضلة صعبة: هل يجب عليهم مسح هذه المادة اللزجة؟
- إذا مسحوها، فهل سيؤدي ذلك إلى جعل الشيء ينكسر بشكل أسرع؟
- إذا تركوها، فهل ستفسد المادة مظهر الشيء وتملأ الغرفة بهواء سيئ؟
تحاول هذه الورقة البحثية الإجابة على هذا السؤال من خلال النظر في كيفية حركة "المُلين" (الذي يسمى plasticiser) داخل البلاستيك.
الطريقتان اللتان يتحرك بهما البلاستيك
تخيل الجسم البلاستيكي مثل إسفنجة مليئة بالماء (المُلين). هناك طريقتان يمكن للماء من خلالهما مغادرة الإسفنجة:
- نمط "التبخر" (الانبعاث السطحي): تخيل أن الماء موجود بالفعل على سطح الإسفنجة مباشرة، ومستعد للتبخر في الهواء. إذا مسحت السطح، فأنت فقط تزيل ما كان على وشك المغادرة بالفعل. هذا لا يغير سرعة خروج بقية الماء من الإسفنجة.
- نمط "الانتشار" (الهجرة الداخلية): تخيل أن الماء محبوس في عمق الإسفنجة. يجب عليه الزحف ببطء عبر ثقوب الإسفنجة ليصل إلى السطح. إذا مسحت السطح ونظفته، فإنك تخلق منطقة "جافة". وهذا يجعل الماء الموجود في الداخل يندفع نحو السطح بسرعة لملء الفجوة، مما قد يؤدي إلى جفاف الإسفنجة وتشققها بشكل غير متساوٍ.
تسأل الورقة البحثية: أي نمط هو الذي يحدث في قطعنا المتحفية؟
المحققون العلميون: المحاكاة و"المسحات المغناطيسية"
لمعرفة ذلك، لم ينتظر الباحثون 50 عاماً ليروا ما سيحدث. بل استخدموا أداتين عاليتا التقنية:
- الديناميكا الجزيئية (المختبر الافتراضي): قاموا ببناء نموذج حاسوبي للبلاستيك وجزيئات المُلين. الأمر يشبه تشغيل فيلم فائق السرعة لمليارات الجزيئات الصغيرة وهي تتصادم وتتحرك. راقبوا مدى سرعة قدرة جزيئات المُلين على التذبذب عبر سلاسل البلاستيك.
- قياس الانتشار بالرنين المغناطيسي (المسح المغناطيسي): استخدموا ماسحاً مغناطيسياً قوياً (مثل جهاز رنين مغناطيسي دقيق جداً للمواد) لقياس مدى سرعة حركة الجزيئات فعلياً في عينات بلاستيكية حقيقية. وقد أكد هذا أن نماذجهم الحاسوبية كانت دقيقة.
الاكتشاف الرئيسي: الحجم يصنع الفارق
وجد الباحثون أن الإجابة تعتمد بشكل كبير على حجم جزيء المُلين وكمية وجوده في البلاستيك.
لقد نظروا في أنواع مختلفة من المُلينات (تسمى ortho-phthalates). بعضها صغير وخفيف (مثل DBP)، وبعضها كبير وثقيل (مثل DEHP).
العناصر الثقيلة (DEHP, DINN): هذه هي أكثر المُلينات شيوعاً في المجموعات المتحفية (حوالي 90% منها). وجدت الورقة أنه بالنسبة لهذه الجزيئات الكبيرة، تكون العملية عادةً "محكومة بالتبخر".
- التشبيه: تخيل حشداً من الأشخاص الثقال يحاولون مغادرة غرفة عبر باب. هم كبار وبطيئون جداً بحيث لا يمكنهم التحرك عبر الحشد (البلاستيك) بسرعة كبيرة. العائق الوحيد هو الخروج من الباب. مسح الباب (تنظيف السطح) لا يجعلهم يتحركون بشكل أسرع عبر الحشد.
- النتيجة: بالنسبة لمعظم القطع المتحفية، من الآمن تنظيف السطح بلطف. لن يؤدي ذلك إلى جعل القطعة هشة أو تسبب تشققها. بل يساعد ذلك في إزالة فخ الغبار اللزج ومنع رائحة البلاستيك من الانتشار إلى القطع الأخرى.
العناصر الخفيفة (DBP, DEP): هذه جزيئات أصغر توجد في عدد أقل من القطع (حوالي 10%). بالنسبة لها، غالباً ما تكون العملية "محكومة بالانتشار".
- التشبيه: هذه تشبه الفئران الصغيرة التي تركض عبر جدران المنزل. يمكنها التحرك عبر البلاستيك بسهولة كبيرة. إذا مسحت السطح ونظفته، فإن الفئران الموجودة في الداخل تندفع فوراً نحو السطح، مما قد يؤدي إلى جفاف الطبقة الخارجية للبلاستيك وجعلها هشة أو عرضة للتشقق تحت الضغط.
- النتيجة: بالنسبة لهذه القطع المحددة والنادرة، يجب أن تكون حذراً جداً بشأن التنظيف، لأنه قد يسرع من عملية التلف.
الحالة "الزجاجية" مقابل الحالة "المطاطية"
توضح الورقة أيضاً أن البلاستيك يمكن أن يكون في حالتين، مثل الزبدة:
- المطاطية: ناعمة ومرنة (مثل الزبدة في درجة حرارة الغرفة).
- الزجاجية: صلبة وهشة (مثل الزبدة الخارجة مباشرة من الثلاجة).
معظم القطع المتحفية تكون في الحالة "الزجاجية" لأنها فقدت بعض المُلينات بمرور الوقت. ومع ذلك، وجد الباحثون أنه حتى في هذه الحالة الصلبة، فإن المُلينات الكبيرة (التي تمثل أغلبية الـ 90%) لا تزال تتصرف مثل "الأشخاص الثقال" عند الباب. فهي لا تندفع نحو السطح لمجرد أنك مسحتها.
الدليل العملي للمتاحف
بناءً على ذلك، يقترح المؤلفون قائمة مرجعية بسيطة مكونة من 3 خطوات ليعرف موظفو المتاحف ما إذا كان بإمكانهم تنظيف قطعة ما:
- التحديد: استخدم ماسحاً محمولاً (مثل كشاف عالي التقنية) لمعرفة نوع المُلين الموجود بالداخل.
- التقدير: احسب ما إذا كانت القطعة "مطاطية" أم "زجاجية" بناءً على كمية المُلين المتبقية.
- القرار:
- إذا كان مُليناً كبيراً (وهذا ينطبق على 90% من القطع)، يمكنك المضي قدماً وتنظيف السطح بلطف. لن يؤذي ذلك القطعة، بل سيساعد في إزالة فخ الغبار اللزج ويوقف رائحة البلاستيك الناتجة عن تلوث الهواء.
- إذا كان مُليناً صغيراً (وهو أمر نادر)، كن حذراً جداً، حيث إن التنظيف قد يسرع من عملية التلف.
الخلاصة
تخلص الورقة إلى أنه بالنسبة للغالبية العظمى من القطع التراثية البلاستيكية، فإن التنظيف آمن. إن الخوف من أن مسح السطة اللزج سيؤدي إلى تشقق القطعة هو خوف لا أساس له من الصحة بالنسبة لأكثر أنواع البلاستيك شيوعاً. التنظيف يساعد في الواقع البيئة المتحفية من خلال تقليل "رائحة البلاستيك" (تلوث الهواء) ومنع الغبار من الالتصاق بالفنون.
لقد أثبت الباحثون أيضاً أن استخدام عمليات المحاكاة الحاسوبية والمسحات المغناطيسية هو طريقة أسرع وأكثر دقة للتنبؤ بكيفية تقادم البلاستيك مقارنة بالطرق القديمة المتمثلة في انتظار تلف القطع أو نقعها في المواد الكيميائية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.