Inside an Arnoldi Mushroom: Minimally Invasive Multi-Analytical Characterisation of a Nineteenth-Century Papier-Mâché Object
Questo studio dimostra un approccio multi-analitico e minimamente invasivo che combina XRF, Raman, LIBS, fotografia UVF e X-ray CT per caratterizzare i materiali, i pigmenti e la struttura interna di un fragile modello di *Amanita muscaria* in cartapesta del XIX secolo proveniente dalla collezione Arnoldi, ottimizzando al contempo i parametri laser per prevenire danni.
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Immaginate di tenere in mano un pezzo di storia che è fragile come una foglia secca, ma complesso come un mondo in miniatura. Questa è la realtà per i conservatori che lavorano con la cartapesta, un materiale fatto di polpa di carta e colla che un tempo veniva usato per creare di tutto, dai mobili ai modelli didattici. Per secoli, questi oggetti sono stati amati, ma sono anche incredibilmente delicati. Quando gli scienziati vogliono scoprire di cosa sono fatti questi oggetti — quali pigmenti sono stati usati per dipingerli o cosa si nasconde all'interno — si trovano di fronte a una scelta difficile. I metodi tradizionali spesso richiedono di prelevare un piccolo frammento dell'oggetto, danneggiando l'artefatto. I nuovi metodi utilizzano potenti laser o raggi X per leggere il materiale senza toccarlo, ma anche questi strumenti possono talvolta bruciare o alterare la superficie se non utilizzati con estrema cura. La sfida è trovare un modo per guardare nel profondo della chimica e della struttura dell'oggetto senza lasciare un singolo segno, o almeno un segno così piccolo da essere invisibile a occhio nudo. Questo equilibrio tra il conoscere tutto il possibile e il non causare alcun danno è il puzzle centrale della moderna scienza del patrimonio culturale.
In uno studio recente, i ricercatori hanno affrontato questo puzzle esaminando un oggetto specifico, storicamente significativo: un modello di fungo amanita muscaria del diciannovesimo secolo, parte di una famosa collezione di ausili didattici fungini realizzati da Heinrich Johannes Arnoldi. L'oggetto è un fungo rosso vibrante con macchie bianche, montato su una base di legno con un cappello staccabile, e ha sopravvissuto a oltre un secolo di uso scolastico. Per capire come studiarlo in sicurezza, il team ha prima creato i propri modelli di prova. Hanno costruito piccole repliche usando polpa di carta e le hanno dipinte con pigmenti noti, tra cui ossido di ferro rosso e ossido di ferro giallo, per imitare il fungo originale. Hanno poi testato tre diverse tecniche scientifiche su queste repliche: una che utilizza i raggi X per identificare gli elementi, un'altra che utilizza un laser per creare un piccolo plasma luminoso per leggere la composizione del materiale, e una terza che utilizza un diverso tipo di laser per identificare la struttura molecolare della vernice. Regolando attentamente la potenza e la temporizzazione dei laser sui loro modelli di prova, hanno scoperto esattamente quanta energia potesse essere utilizzata prima che la vernice iniziasse a opacizzarsi o a bruciare. Hanno scoperto che per la vernice rossa, la più sensibile, dovevano utilizzare un'impostazione specifica e più bassa per evitare danni, mentre altri colori potevano sopportare un'energia leggermente maggiore.
Una volta perfezionati i loro settaggi, il team ha rivolto l'attenzione al vero, fragile fungo. Hanno applicato le stesse delicate tecniche laser, insieme all'imaging a raggi X che poteva vedere attraverso l'oggetto fino al suo interno. I risultati hanno rivelato una storia dettagliata di come il fungo fosse stato costruito e di cosa fosse fatto. I colori rosso e giallo sul cappello del fungo sono stati identificati come pigmenti a base di piombo, specificamente piombo rosso e giallo di cromo, che erano comuni nel diciannovesimo secolo. Le macchie bianche sono risultate essere una miscela di polpa di carta e uno strato di finitura contenente composti di zinco e bario, che conferivano loro un distintivo bagliore sotto la luce ultravioletta. I ricercatori hanno anche scoperto che il fungo non era solo un guscio vuoto di carta; all'interno dei gambi e del grande cappello, c'erano nuclei di legno che fornivano supporto strutturale. Queste aste di legno interne non erano perfettamente dritte e questa leggera discrepanza tra il legno e lo strato esterno di carta aveva causato stress nel tempo, portando a crepe che attraversavano il materiale.
Lo studio ha anche svelato gli strati nascosti della costruzione dell'oggetto. La base del fungo era fatta di legno ed era coperta da vero muschio, che era stato incollato con un adesivo che brillava di blu sotto la luce ultravioletta. La polpa di carta stessa era una miscela di fibre di cellulosa riempite con carbonato di calcio e minerali silicati come quarzo e argilla. Forse soprattutto, i ricercatori hanno confermato che il loro approccio attento ha funzionato. Con l'eccezione di un piccolo punto, quasi invisibile, dove un po' di vernice rossa è stata rimossa durante i test, l'analisi laser ha lasciato l'oggetto completamente intatto. Questo successo dimostra che è possibile sbloccare i segreti di oggetti storici fragili e dipinti — rivelando i loro materiali, la loro costruzione e i loro difetti nascosti — senza causare danni significativi. Le scoperte non solo aiutano i conservatori a capire come preservare questo specifico modello di fungo, ma forniscono anche una tabella di marcia per studiare altri delicati manufatti nei musei di tutto il mondo, garantendo che questi pezzi di storia possano essere compresi e protetti per le generazioni future.
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