title: Διερεύνηση των επιδράσεων του περιβάλλοντος Μουσείων και Βιβλιοθηκών σε έργα από περγαμηνή
title: Investigating the effects of the Museum and Library environment on parchment artifacts
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Μαλέα, Αικατερίνη
Publisher: name: Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
Year: 2024
Subjects: Περγαμηνή
Τεχνητή γήρανση
Περιβάλλον μουσείου
Αποδόμηση κολλαγόνου
Φασματοσκοπία ATR-FTIR
Φασματοσκοπία Raman
Θερμοκρασία συρρίκνωσης
pH
Χημειομετρία

description: Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στον προσδιορισμό των κρίσιμων περιβαλλοντικών παραμέτρων που πυροδοτούν φυσικοχημικές αλλαγές και μεταβολές της μικροδομής της περγαμηνής, μετά τις οποίες ελλοχεύει ο κίνδυνος μη αναστρέψιμης φθοράς της. Τελικός στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι ο προσδιορισμός των κατάλληλων περιβαλλοντικών συνθηκών που πρέπει να επικρατούν σε μουσεία και Βιβλιοθήκες, καθώς και των κριτηρίων βάσει των οποίων θα λαμβάνονται αποφάσεις για τη διαχείριση και προστασία των πολιτιστικών τεκμηρίων από περγαμηνή. Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής έρευνας διερευνήθηκαν οι περιβαλλοντικοί παράγοντες που επιδρούν στις φυσικοχημικές ιδιότητες και τη μικροδομή της περγαμηνής, όχι μόνο μέσω της τεχνητής γήρανσης (in vitro) αλλά και μέσω φυσικής γήρανσης δοκιμίων περγαμηνής σε πραγματικά μουσειακά περιβάλλοντα (in vivo), πράγμα που έγινε για πρώτη φορά διεθνώς. Η επιταχυνόμενη (τεχνητή) γήρανση, πραγματοποιήθηκε με έκθεση δοκιμίων περγαμηνής σε επιλεγμένες συνθήκες υγρασίας και παρουσίας αέριων ρύπων (NO2 και SO2) για συγκεκριμένους χρόνους. Βασική αρχή του πειράματος τεχνητής γήρανσης ήταν οι συνθήκες έκθεσης των δοκιμίων να είναι σχετικά ήπιες, ώστε να μπορούν να διερευνηθούν εκείνες οι περιβαλλοντικές παράμετροι που πιθανόν «πυροδοτούν» τους μηχανισμούς γήρανσης της περγαμηνής. Παράλληλα, υλοποιήθηκε φυσική γήρανση δοκιμίων περγαμηνής σε πραγματικά περιβάλλοντα μουσείων/βιβλιοθηκών για ένα, δύο και οκτώ χρόνια. Τα μουσεία/βιβλιοθήκες που επελέγησαν για να τοποθετηθούν τα δοκίμια της περγαμηνής για φυσική γήρανση, ήταν το Εγκληματολογικό Μουσείο του ΕΚΠΑ, το Ιστορικό Μουσείο Κρήτης και η Βιβλιοθήκη Νεοφύτου Δούκα στο Ζαγόρι Ιωαννίνων, δηλαδή τρεις μουσειακοί χώροι που βρίσκονται αντίστοιχα σε αστικό, σε παράκτιο και σε ορεινό περιβάλλον. Κοινό χαρακτηριστικό και των τριών μουσείων ήταν η έλλειψη συστήματος ελέγχου και διαχείρισης του εσωτερικού τους περιβάλλοντος. Στο πλαίσιο της έρευνας καταγράφηκαν επί 24 μήνες σε καθημερινή βάση τα μετεωρολογικά δεδομένα (Θερμοκρασία και Σχετική Υγρασία), τόσο εντός των Μουσείων (εντός κι εκτός προθηκών) όσο και εκτός των κτηρίων. Επιπρόσθετα, ελήφθησαν περιοδικές μετρήσεις (μία ανά τρίμηνο) των αερίων ρύπων NO2 και SO2, εντός κι εκτός των Μουσείων. Οι διαγνωστικές μέθοδοι καταγραφής των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών και της μικροδομής των φυσικά και τεχνητά γηρασθέντων δοκιμίων περγαμηνής, αλλά και των δοκιμίων αναφοράς, που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι φασματοσκοπικές τεχνικές (ATR-FTIR, RAMAN) οι οποίες παρέχουν πληροφορίες για τη μικροδομή και τη χημική σταθερότητα της περγαμηνής, η μέτρηση της Θερμοκρασίας Συρρίκνωσης (Ts) η οποία μας δίνει πληροφορίες για τις θερμομηχανικές ιδιότητες της περγαμηνής και η μέτρηση του pH ως ένα μέτρο που αντικατοπτρίζει την επίδραση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στο εν λόγω υλικό. Επιπλέον, σε πιλοτικό επίπεδο εφαρμόστηκαν και ανοσοχημικές τεχνικές (ELISA) οι οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς στην ανάλυση πρωτεϊνών τα τελευταία χρόνια. Ο βασικός άξονας που διατρέχει τον πειραματικό σχεδιασμό της παρούσας διδακτορικής διατριβής, είναι η στατιστική επεξεργασία όλων των παραπάνω αναφερθέντων περιβαλλοντικών και αναλυτικών δεδομένων, βάσει συγκεκριμένων αλγορίθμων με στόχο την εξαγωγή της μέγιστης πληροφορίας, όπως υπόσχεται το πεδίο της Χημειομετρίας που αρχίζει πλέον να βρίσκει εφαρμογές στις επιστήμες Συντήρησης και Διαχείρισης Μουσειακών και Αρχειακών Συλλογών. Η επεξεργασία και ερμηνεία των αποτελεσμάτων οδήγησε στα παρακάτω κύρια συμπεράσματα: • Τα δεδομένα της Θερμοκρασίας Συρρίκνωσης Ts, η οποία θεωρείται ότι είναι η καταλληλότερη μέθοδος για να αποδώσει την έναρξη φυσικοχημικών μεταβολών κατά τη διαδικασία γήρανσης της περγαμηνής, έδειξαν ότι ακόμα και σε ήπιες συνθήκες γήρανσης παρατηρούνται αλλαγές στη φυσικοχημεία και οργάνωση της μικροδομής της περγαμηνής λόγω της επίδρασης όξινων ρυπαντών (NO2 και SO2) σε συνδυασμό με την αυξημένη παρουσία υγρασίας. Οι αλλαγές αυτές αφορούν στην αποδόμηση της στερεοδιάταξης του κολλαγόνου η οποία φαίνεται να συνδέεται με τις μεταβολές που συντελούνται στον αρωματικό δακτύλιο της φαινυλαλανίνης. • Η κορυφή 1540 των φασμάτων FTIR, που συνδέεται με την αμιδική ΙΙ, είναι η πλέον αξιόπιστη στην αποτύπωση μεταβολών που συντελούνται κατά την διαδικασία χημικής φθοράς του κολλαγόνου στην περγαμηνή, σε συνθήκες έκθεσης σε όξινους ρυπαντές παρουσία υγρασίας. Οι μεταβολές αυτές συντελούνται στην δευτεροταγή και τριτοταγή δομή του κολλαγόνου λόγω της οξειδωτικής αποδόμησης των πεπτιδικών δεσμών αυτού. • Οι όποιες μεταβολές παρατηρούνται κατά τη διαδικασία χημικής φθοράς της περγαμηνής, αφορούν στην εχέτριχη επιφάνεια (G) αυτής και όχι στην εχέσαρκη (F), η οποία ως έχουσα κατακρατήσει (σχετικά) μεγάλες ποσότητες CaCO3, από το στάδιο της κατεργασίας της, εξουδετερώνει την δράση των όξινων αέριων ρύπων (NO2 και SO2). • Κάθε μουσειακό οικοσύστημα επιδρά με διαφορετικό τρόπο, συναρτήσει του χρόνου γήρανσης, στη φυσικοχημική και δομική υπόσταση της περγαμηνής. • Γενικά, οι προθήκες παρείχαν ένα βαθμό προστασίας στα δοκίμια περγαμηνής και στα τρία μουσεία. • Διαφαίνεται η ύπαρξη ενός «ομοιοστατικού μηχανισμού προσαρμογής» των δοκιμίων περγαμηνής στους παράγοντες γήρανσης που επιδρούν σε αυτά. Συγκεκριμένα, πολλοί δείκτες γήρανσης που παρατηρήθηκαν κατά τον πρώτο ή/και δεύτερο χρόνο φυσικής γήρανσης της περγαμηνής, φαίνεται να επανέρχονται στα επίπεδα των δοκιμίων αναφοράς κατά τον όγδοο χρόνο, εφ’ όσον οι περιβαλλοντικοί παράγοντες γήρανσης παραμένουν σε χαμηλά επίπεδα. Η συγκεκριμένη παρατήρηση χρήζει περαιτέρω έρευνας. Η διατριβή αναπτύσσεται σε έξι κεφάλαια: Ένα εισαγωγικό όπου μέσω βιβλιογραφικής επισκόπησης γίνεται αναφορά στα προβλήματα που έχουν ανακύψει (κυρίως) από την κλιματική αλλαγή και επηρεάζουν άμεσα την υλική βιωσιμότητα και ανθεκτικότητα μουσείων και βιβλιοθηκών. Στο ίδιο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η δομή και η σύσταση της περγαμηνής, τα αίτια φθοράς της, και η τεχνολογία κατασκευής της. Ακολούθως, μνημονεύονται τα κυριότερα ερευνητικά προγράμματα που διερεύνησαν τη φθορά της περγαμηνής και τα πρωτόκολλα γήρανσης που ακολουθήθηκαν σε διεθνές επίπεδο. Τέλος γίνεται αναφορά στο σκοπό της έρευνας και στον ερευνητικό σχεδιασμό που ακολουθήθηκε. Στα επόμενα κεφάλαια παρουσιάζονται τα υλικά και οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν στο πλαίσιο της διατριβής. Ακολουθούν, το κεφάλαιο των αποτελεσμάτων, της συζήτησης, κι αυτό των συμπερασμάτων με τις προτάσεις για περαιτέρω έρευνα. Η διατριβή ολοκληρώνεται με την παράθεση όλων των αναλυτικών αποτελεσμάτων ανά μέθοδο, σε πέντε παραρτήματα.