Phase Separation in Heritage Objects Made of Plasticised PVC: the Case of Joseph Beuys Multiples
تتقصى هذه الدراسة التحلل المتقدم ونضح الملدنات في أعمال جوزيف بويس المصنوعة من مادة البولي فينيل كلوريد (PVC) الملدنة، وذلك عبر الجمع بين التقنيات متعددة التحليل ومحاكاة نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) لتوضيح الآليات الديناميكية الحرارية لانفصال الطور، وإثبات فعالية مطيافية الرنين المغناطيسي النووي (NMR) في تطوير أدوات الحفظ الوقائي غير الإتلافية.
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
تخيل أن لديك معطف مطر بلاستيكي قديم ومرن من حقبة السبعينيات. مع مرور الوقت، وبدلاً من أن يصبح صلباً ويتشقق فحسب، يبدأ في "التعرق". سائل زيتي لزج وكثيف ينضح من البلاستيك، يغطي السطح ويسبب فوضى عارمة. هذا هو بالضبط ما يحدث لقطعة فنية شهيرة لجوزيف بويس بعنوان "Phosphorus–Cross Sled"، وهي مصنوعة من مادة PVC الملدنة (نوع من أنواع البلاستيك).
هذه الورقة البحثية تشبه قصة بوليسية حيث يعمل العلماء كخبراء جنائيين لمعرفة لماذا "يعرق" هذا العمل الفني بهذا الشكل السيئ، وكيف يحدث ذلك، وماذا يمكننا أن نفعل لإنقاذه.
إليك تفصيل نتائجهم باستخدام تشبيهات بسيطة:
1. المشكلة: العمل الفني "المتعرق"
يتكون العمل الفني من ألواًح PVC. ولجعل الـ PVC مرناً (مثل الزلاجة المطاطية بدلاً من الأنبوب الصلب)، يخلط المصنعون مادة سائلة تسمى الملدن (وتحديداً مادة كيميائية تسمى DOTP). فكر في الملدن على أنه "الزيت" الذي يبقي سلاسل البلاستيك فضفاضة ومتحركة.
في البلاستيك السليم، يكون الزيت وسلاسل البلاستيك بمثابة أصدقاء مقربين، يمسكان بأيدي بعضهما البعض بإحكام. ولكن في هذا العمل الفني، قرر الزيت الهروب. لقد انتقل من داخل اللوح إلى السطح، مما خلق فوضى لزجة وغروية تفسد العمل الفني وتجعل لمسه أو عرضه أمراً مستحيلاً.
2. التحقيق: كيف أمسكوا بالجاني
استخدم العلماء نهج "الأداة المتعددة" للتحقيق في مسرح الجريمة:
- البصمة الكيميائية (GC-MS & NMR): أخذوا عينات صغيرة وحللوها. وجدوا أن المادة اللزجة الموجودة على السطح كانت تقريباً زيت الملدن النقي، بينما كان داخل اللوح يعاني من نقص في هذا الزيت.
- الخريطة الحرارية (Raman & SEM): استخدموا مجاهر خاصة لالتقاط صور للمقطع العرضي للبلاستيك. تخيل أنك تنظر إلى رغيف خبز؛ استطاعوا رؤية أن "القشرة" (السطح) كانت مشبعة بالزيت، بينما "اللب" (الداخل) كان جافاً. لقد رأوا تدرجاً واضحاً: الزيت كان ينتقل من المركز إلى الحواف.
- اختبار الإجهاد (الاختبار الميكانيكي): شدوا البلاستيك ليروا مدى قوته. ومن المثير للدهشة، رغم فقدانه الكثير من الزيت، إلا أن جسم البلاستيك الرئيسي ظل مرناً إلى حد ما. ومع ذلك، وجدوا أن المادة تتصرف بشكل مختلف اعتماداً على سرعة الشد. إذا شددته بسرعة (مثل سقوطه)، يكون صلباً. وإذا شددته ببطء (مثل تأثير الجاذبية التي تسحبه لأساليب طويلة)، فإنه يتمدد مثل المطاط.
3. الاكتشاف الكبير: لماذا يهرب الزيت؟
هذا هو الجزء الأهم في الورقة البحثية. عادة ما نعتقد أن الزيت يتسرب أو يتبخر ببطء فحسب. لكن العلماء وجدوا شيئاً أعمق: الانفصال الطوري (Phase Separation).
فكر في الأمر كحفلة حيث لا ينسجم مجموعتان من الناس مع بعضهما البعض.
- سلاسل البلاستيك (PVC) هي المجموعة الأولى.
- الملدن (DOTP) هو المجموعة الثانية.
في السبعينيات، تم إجبارهم على الاختلاط معاً. ولكن بمرور الوقت، أدركت جزيئات الملدن قائلة: "مهلاً، أنا في الواقع أنسجم بشكل أفضل مع نوعي الخاص!". بدأت هذه الجزيئات في التكتل معاً، ودفع سلاسل البلاستيك بعيداً.
المحاكاة الحاسوبية (DFT):
استخدم العلماء حواسيب فائقة لنمذجة هذا الأمر على المستوى الذري. أخبرهم الكمبيوتر بما يلي:
- من الأرخص أن تكون في الخارج: جزيئات الملدن في الواقع أكثر راحة (من الناحية الطاقية) وهي تجلس على سطح البلاستيك بدلاً من الاختباء في الداخل.
- يفضلون رفقتهم الخاصة: جزيئات الملدن تلتصق ببعضها البعض بقوة أكبر بكثير مما تلتصق به بالبلاستيك. الأمر يشبه حشداً من الناس يفضلون الوقوف في دائرة ضيقة مع أصدقائهم بدلاً من الاختلاط بالغرباء.
بسبب هذا، لا يتسرب الملدن فحسب؛ بل يهاجر بنشاط، ويتكتل، ويشق طريقه نحو السطح، مكوناً تلك القطرات اللزجة.
4. سرعة الكارثة
حسب العلماء سرعة حدوث هذا الأمر. لو كان مجرد تسرب بطيء، لاستغرق الأمر 1,200 عام ليبدو البلاستيك بهذا السوء. ولكن بسبب هذا "الانفصال الطوري" (هروب الزيت بنشاط إلى السطح)، حدث ذلك في غضون 20 إلى 25 عاماً فقط.
وجدوا أيضاً أن درجة الحرارة هي "دواسة الوقود" لهذه العملية. إذا خفضت درجة الحرارة بمقدار 10 درجات، فإن الزيت يتحرك بنصف السرعة تقريباً. وهذا يعطي المتاحف قاعدة عملية: احتفظوا بهذه القطع البلاستيكية في أماكن باردة لإبطاء عملية "التعرق".
5. الحل: كيف ننقذ الفن
تقترح الورقة طريقة جديدة لرصد هذه المشكلات مبكراً. استخدموا تقنية تسمى NMR (الرنين المغناطيسي النووي)، وهي تشبه جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) للبلاستيك. يمكنها اكتشاف تحرك وانفصال الزيت قبل أن تتمكن حتى من رؤية المادة اللزجة بالعين المجردة.
الخلاصة:
هذا ليس مجرد أمر يتعلق بقطعة فنية واحدة. إنه تحذير للمتاحف في جميع أنحاء العالم. حوالي ثلث الأشياء البلاستيكية في المجموعات الفنية قد تكون معرضة لخطر مشكلة "التعرق" هذه. من خلال فهم أن الملدن يحاول بنشاط الهروب والتكتل مع بعضه البعض، يمكن للمحافظين:
- تحديد الأشياء المعرضة للخطر مبكراً.
- تخزينها في درجات حرارة أبرد لإبطاء العملية.
- تطوير أدوات جديدة لمراقبة صحة الفن البلاستيكي دون إتلافه.
باختصار، الملدن لا يتسرب فحسب؛ بل يقوم بهجرة جماعية نحو السطح لأنه يفضل رفقة نوعه الخاص، ونحن الآن نملك الخريطة العلمية لفهم وإبطاء هذه الرحلة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.