علمی

نانو فناوری | بررسی موارد استفاده از فناوری های نوین در حفظ و مرمت آثار باستانی

نویسنده : ادریس الاجگردی

بناهای تاریخی حاوی ارزش های ملی و هویتی ما است .

و انجام فرآیندهای حفظ، مرمت و کاربرد دوباره آن ها به گونه ای که بهینه بودن، پایدار بودن و حفظ منظر آن ها را ممکن سازد و اصالت آن ها را خدشه دار نکند ضروری است.

در این کوتاه نوشت تلاش گردیده که ضمن توجه به فناوری های نوین کاربردهای نانو فناوری به منظور حفاظت از بناهای تاریخی و فرهنگی در برابر عوامل طبیعی همچون باران، آفتاب، تابش خورشید و… معرفی گردد.

نانو فناوری، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل تجمع مولکول ها و اتم ها در سطوح مختلف و استفاده از خواص این چیدمان جدید ساخت بشر است.

از همین تعریف ساده برمی آید که نانو فناوری یک رشته جدید نیست.

بلکه رویکردی جدید در تمام رشته های کاربردی است.

برای نانو فناوری کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حمل و نقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا، و امنیت ملی برشمرده اند.

کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماع، سیاسی و حقوقی آن، این فناوری را به عنوان یک مبحث فرا رشته ای و فرا بخش مطرح نموده است.

از ابتدای دهه ۸۰ قرن بیستم آزمایشات و تحقیقات پیرامون نانو فناوری به طور جدی پیگیری شد.

اما اثرات تحول آفرین آن در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد.

و این فناوری را به عنوان یکی از مهمترین اولویت های تحقیقاتی خود طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نماید.

مصالح به کار رفته در بناهای تاریخی به خصوص سنگ ها و آجرها به دلیل تخلخل سطحی و هیدروکسیل بودن تمایل زیادی به جذب آب دارند.

و جذب آب زمینه را برای ایجاد آسیب های بعدی از قبیل فرسایش، ترک و پوسیدگی را بیشتر می کند و فرسودگی مصالح، صدمات جذب رطوبت را افزایش می دهد و آسیب های مختلف وتخریب بیشتر را  باعث می شود.

بخار آب، نور خورشید، عوامل جوی، گرد و خاک، آلودگی های مواد آلی، تغییرات دمایی، اشعه فرابنفش، گذر زمان و..

همه جزءعواملی است که مصالح این بنا های باستانی را به مرور زمان فرسوده ساخته و از عمر مفید آن ها می کاهد.

رطوبت از راه های مختلف وارد کالبد می شود و بخش اعظم این رطوبت از طریق آب های بارندگی و ذرات اشباع در فضا است.

که تقریبا در مجاورت همه این بناها قرار دارد و سلامت آن ها را تهدید می کند.

عایق کردن سطح بنا رایج ترین راه مقابله با این آسیب ها است.

در حال حاضر عایق های زیادی رایج شده است.

از مصالح سنتی چون کاهگل گرفته تا عایق های پلیمری، رزین های مختلف فراوری شده و…

که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

حفظ بنا ویژگی مشترک تمام روش هاست با این حال معایبی همچون از بین رفتن تنفس طبیعی بنا، خدشه دار شدن اصالت و دگرگونی منظر از جمله نقاط ضعف این روش ها محسوب می شود.

امروزه استفاده از فن آوری های نوین در حیطه میراث فرهنگی رو به افزایش است.

که در سطح جهان در زمینه های مختلف در دستور کار قرار گرفته اند که در زیر به مواردی از آن اشاره می گردد.

استفاده از لیزر برای حفاظت و پاکسازی آثار تاریخی که ژان مارک در مقاله کاربرد لیزر در حفاظت و مرمت ساختمان های تاریخی از این روش استفاده کرد.

استفاده از نانو ذرات کلسیم و هیدروکسید باریم برای مقابله با تخریب نقاشی های دیواری در شهر “مایا” مکزیک  توسط پروفسور پیرو باگلیونی

استفاده از نانو مواد چینی سنتی و کربنات کلسیم برای حفاظت از سنگ های تاریخی توسط وزارت مواد و فناوری یونتان چین

استفاده از نانو امولسیون آبگریز جهت پوشش سطح کاخ تاریخی موزه آگوستین در ایتالیا

استفاده از نانو پوشش های ضد نوشتار در کاخ هوفیه براین، آلمان

استفاده از نانو پوشش آبگریز در پشت بام خانه تاریخی منوچهری در کاشان ایران

اکنون با وجود بناهای باستانی فراوان در اسفراین از جمله شهر تاریخی بلقیس، قلعه صعلوک، بقعه شیخ محمد رشیدالدین، آرامگاه شاهزاده زیدتوی، مقبره بابا قدرت، آرامگاه شیخ ادکانی و…

توجه مسئولین اداره میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری به احیا، حفظ و مرمت این بناها با استفاده از فناوری های نوین علاوه بر حفظ اصالت فرهنگی منطقه کمک شایانی به توسعه گردشگری شهرستان و ترویج اقتصاد مقاومتی خواهد بود.

شناخت فناوری های نوین و نحوه عملکرد آن و تطابق آن با مبانی کلی مرمتی بایستی پیش از هر چیزی مورد بررسی قرار گیرد.

بر اساس سند “نارا” در مورد اعتبار یک مکان میراث فرهنگی:

  • حفاظت منابع میراث فرهنگی در همه اشکال و دوره های تاریخی آن ها در ارزش هایی که به آن میراث نسبت داده می شود ریشه دارد.
  • توانایی ما در فهم این اصالت ها، تا حدودی به فهم ما از منابع اطلاعاتی این ارزش ها و این که تا چه حد قابل اعتماد و صحیح اند بستگی دارد.

واژه حفاظت :

تمام کارهای انجام شده که برای فهم و درک یک مکان میراث  فرهنگی، شناختن تاریخ و مقصود از ساخت آن مکان، تضمین حفاظت و نگهداری مواد آن باشد مرمت و بهبود وضعیت آن را حفاظت می نامند.

  • اصالت : به گونه ای که در اینجا مشخص شده و در منشور “ونیز” هم تایید شده است به عنوان عامل کیفی و مهم در ارتباط با ارزش هاست. تشخیص اصالت در تمام پژوهش های علمی مربوط به میراث فرهنگی ، مانند برنامه ریزی حفاظت، مرمت و همچنین در دستوالعمل نوشته شده که در اصول میراث فرهنگی جهان و دیگر منابع میراث فرهنگی استفاده می شود نقش اساسی دارد.

بر اساس منشور بین المللی حفظ و مرمت اماکن و بناهای یادبود:

آثارهنری گذشتگان ما حاصل مفاهیم معنوی در عصر خود بوده و در دنیای امروز شاهدی گویا و زنده از آنچه در گذشته واقع شده است می باشد.

این آثار برای بشریت که هر روز به مراتبی از ارزش های انسانی دست پیدا می کند،

میراث عمومی و مشترک محسوب می شوند و بازشناسی ارزش این آثار عبارت از احساس مسئولیت در مورد حفظ و نگهداری آن ها برای نسل های آینده خواهد بود.

و بجاست که عین واقعیت هنری و زیبایی آثار هنری به آیندگان انتقال داده شود.

تدوین و تصویب قوانینی در راستای مرمت و نگهداری آثار هنری با مطالعه شرایط کلی ضروری است.

و در هنگام اجرا هر کشوری با توجه به شرایط داخلی خود علاوه بر اجرای قوانین تصویب شده بین المللی، فرهنگ و رسوم و سنن بومی خود را نیز در امر مرمت دخالت خواهد داد.

ماده ۲ : حفظ و مرمت بناهای یادبود باید با استفاده از تمام علوم و فناوری های نوین انجام شود تا برای مطالعه و حفظ اماکن میراث فرهنگی بتوان بهتر اقدام کرد.

ماده ۱۰ : چنانچه فن و تکنیک سنتی به کار رفته در بنا ناقص تشخیص داده شود برای مرمت قسمت های سست بنا می توان از مواد معماری مدرن و مطمئن استفاده نمود و مواد مورد استفاده را با استفاده از مطالعات علمی، از نظر اثبات مرغوبیت مورد تحقیق قرار داد.

سطوح مصالح تاریخی :

مواد و مصالح بکار رفته در ساختمان های تاریخی بعلت ساختار و بافت فیزیکی خود، جذب آب بالایی دارند.

از اینرو مواد ساختمانی مخصوصا قسمت هایی که در معرض عوامل فرساینده همچون هوا، آب و نور خورشید هستند مثل سطوح خارجی و نمای بناها، به مرور زمان فرسوده و کثیف شده و کیفیت اولیه خود را از دست می دهند و کم کم دچار تخریب می شوند.

در حال حاضر لزوم استفاده از پوشش هایی که سطوح ساختمانی را در مقابل عوامل فرساینده محافظت کند کاملا احساس شده است و رنگ ها و انواع روکش های آلی علیرغم استفاده گسترده معایب غیر قابل انکاری دارند.

از جمله چنین روکش هایی چسبندگی خوبی با سطوح ساختمانی ندارند، لذا بخار آب داخلی مصالح محبوس شده و باعث پوسیدگی داخلی این مواد می شوند.

امروزه به یاری فناوری نانو امکان ساخت نانو روکش هایی فراهم شده که علاوه بر رفع مشکل فوق، خواص و ویژگی های منحصر به فرد بسیاری نیز به نمایش می گذارند که پیش از این مشاهده نشده است.

در زیر انواع نانو ذرات عایق کننده که برای استفاده در بناهای سنتی مفید هستند، معرفی گردیده است.

  • ترکیبات سیلکسان: سیلکسان اندازه ای بالای ۲۰ نانومتر دراد و حدود ۲ میلیمتر در سطح عایق شده نفوذ می کند. حلال آن نفت است، در مقابل آفتاب ساییده شده و ضعیف می گردد و نفت بکار رفته در مجاورت مصالح ساختمان های تاریخی موجب آسیب های بعدی در ساختار مصالح می گردد.

 

  • Surfapor C : نمونه دوم نانو روکش ها، ماده ای موسوم به Surfapor c است. این ماده مبتنی بر تکنولوژی سیلیکون بوده و اساس کار آن بستن حفرات سطح با تشکیل لایه ای پلیمری به نام پلی دی متیل سیلوکسان است. ماده مورد نظر نیازی به حل کردن در حلال دیگر ندارد و با اسپری بر روی سطح قابل اجرا است. سطوح را در مقابل آب مقاوم می کند، تنفس را قطع نمیکند و برای مصالح آجری، سیمانی و سنگ کاربرد دارد. این ماده هر ۳ یا ۴ سال بایستی تمدید شود و نیز پس از اعمال بر روی سطح مصالح را تیره تر کرده و در حالت ظاهری تغییری جزیی به وجود می آورد.

 

  • Surfapor R : این ماده در مقابل ترک های ناشی از رطوبت مقاوم بوده و سطح را در مقابل آسیب های ناشی از رطوبت حفظ می کند. همچنین تنفس را قطع نمی کند و برای مصالح آجر، سطوح سفالی و کاهگل کاربرد دارد. این ماده مانند Surfapor C هر ۳ یا ۴ سال بایستی تمدید شود و نیز پس از اعمال بر روی سطح، مصالح را تیره تر کرده و در حالت ظاهری تغییری جزئی به وجود می آورد.

 

  • سورفامیکس: افزودنی به ملات سیمان و مصالح گجی است و برای کم کردن خسارت آب و ضد ترک کردن و افزایش چسبندگی و بالا بردن ترکیبت سیلان کاربرد دارد. این ماده به صورت مایع و جامد موجود است و نسبت به افزودنی های دیگر ماندگاری کمتری دارد.

 

  • الکیل سیلان : این ماده در گروه ضد آب های بر پایه سیلان و سیلوکسان می باشد و حدود ۳۰ سال است که در مناطق مختلف کشورهایی چون آمریکا کاربرد دارد. الکیل سیلان در دو گروه الکیل (R) و آلکوکسی (OR) تقسیم بندی می شود و بیشتر بر اساس ایجاد پیوند شیمیایی و بستن پیوندهای آویزان OH در سطح مصالح عمل می کند.

 

  • نانو سیلیس ها : با استفاده از نانو ذرات سیلیس می توان میزان تراکم ذرات را در بتن افزایش داده که این به افزایش چگالی میکرو و نانو ساختارهای تشکیل دهنده بتن و در نتیجه بهبود ویژگی های مکانیکی می انجامد. افزودن نانو ذرات سیلیس به مواد بر مبنای سیمان هم موجب کنترل تجزیه شیمیایی ناشی از H-C-S (کلسیم – سیلیکات- هیدرات)، که در اثر نشست کلسیم در آب رخ می دهد و نیز جلوگیری از نفوذ آب به داخل بتن می شود که هر دوی این موارد دوام بتن را افزایش می دهد.

 

  • نانو ذرات خاک رُس : این ماده از مصالح مرسوم مورد استفاده در صنعت ساختمان است که تاثیر آن بر روی ویژگی های کلیدی مرتبط با فرسایش بتن ، مانند ممانعت از انتقال یون های کلر، مقاومت در برابر دی اکسید کربن ، پخش بخار آب، جذب آب و عمق نفوذ کاملا مشهود است. نوعی حلال متشکل از رزین اپوکسی با وزن مولکولی پایین و نانو ذرات رس، نتایج امیدوار کننده ای را در این زمینه نشان داده است.
تمیز کاری نقاشی :

 

فناوری نانو در سال های اخیر فرمولاسیون جدیدی برای تمیزکاری نقاشی‌ها ارائه کرده است.

که می‌تواند جایگزین روش‌های سنتی تمیزکاری مبتنی بر حلال های آلی گردد.

حلال های آلی اغلب ایمن نیستند به علاوه استفاده از این حلال‌ ها منجر به گسترش نامطلوب مواد حل شده در درون ساختار متخلخل آثار هنری می‌گردد.

بدین منظور از سال ۱۹۹۰، موسسه CSGI تحقیق در مورد کاربرد میکروامولسیون‌ها برای تمیزکاری سطوح آثار هنری را آغاز کرده است.

از سال ۲۰۱۱ پژوهش گسترده ای در راستای توسعه‌ی کاربرد نانو ذرات و میکروامولسیون‌ها در پروژه‌های مرمتی آغاز شده است.

از آن جمله می‌توان به پروژه‌ی مرمت نقاشی‌های دیواری دوره‌ی آمریکای میانه (۷۰۰۰ سال قبل از میلاد) در مکزیک اشاره کرد.

اخیرا این روش ها توسط مرکز CSGI در پروژه‌های مرمتی مختلف و در سطوح بزرگی به کار برده شده‌اند.

به عنوان مثال در کلیسای سانسالوادور و نیز در ابعاد ۶۰ متر مربع ، بر روی نقاشی های دیواری کلیسای سانتا ماریا دلا اسکالا در سینا به ابعاد ۹۰ متر مربع و در کلیسای جامع کنیلیانو در نزدیکی ونیز به ابعاد ۲۵۰ متر مربع انجام شده است


مراجع:

پول چارلز، جی اون، فرانک (مقدمه ای بر نانو تکنولوژی (ترجمه ۱۳۸۶))

سلیمی، حسن، بانک اطلاعات مرکز تحقیقات نانوفناوری شهید چمران (۱۳۸۷)

پدرام، بهنام، شناسایی و امکان سنجی استفاده از مواد و مصالح پیشرفته در حفظ (۱۳۸۵)

اسپرغم، فرزانه، امکان سنجی استفاده از تکنولوژی نانو در آبگریزی مصالح تاریخی (۱۳۹۴)

Jean Luc Bodner, Application of laset in conservation (2011)

Piero Bsglioni Prof, Rodorico Giorgi Dr, Nanoparticles for Cultural Heritage (2010)

Qiang Liu,Advanced design of Chinese traditional materials for the conservation of historic stone buildings (2011)

برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برای امنیت، استفاده از سرویس reCAPTCHA گوگل مورد نیاز است که موضوع گوگل است Privacy Policy and Terms of Use.

من با این شرایط موافق هستم .

همچنین ببینید

بستن
بستن
بستن