Воздействие лазером постоянного излучения с длинной волны 532нм на старинную бумагу

Авторы: Джума Юрий, Класс: 11

Научный руководитель: Брандт Николай Николаевич, к.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики и волновых процессов МГУ

Сейчас существуют следующие методы отбеливания бумаги:

Химический метод:

Отбеливание бумаги окислителями является наиболее радикальным средством очистки ее от загрязнений различного происхождения. Однако при этом окисляются волокна целлюлозы, в результате чего прочность и долговечность бумаги существенно уменьшается; чем выше достигается белизна при отбелке, тем больше потеря прочности бумаги. Поэтому очистку бумаги окислителями проводят только в тех случаях, когда это крайне необходимо, когда другие методы очистки менее опасные, не дают желаемых результатов, и, когда состояние бумаги позволяет производить отбеливание. Желательно отбеливание бумаги сочетать с ее укреплением.

Не подлежат отбелке окрашенные и мелованные бумаги с цветными иллюстрациями, так как многие красители и пигменты от действия окислителей обесцвечиваются или резко изменяют свой цвет. (1)

Импульсный лазер:

Отбеливание бумаги импульсным лазером происходит благодаря эффекту абляции возникающим во время воздействия лазера на поверхность бумаги в частности верхний слой испаряется и оголяется подповерхностный слой который гораздо менее окислен а следственно белее, чем слой находящийся на поверхности, тем самым возникает эффект отбеливания.

В плюсы данного метода можно записать: скорость с которой происходит отбеливание

В минусы же данного метода можно записать следующее: при абляции кроме верхнего слоя также может удаляется текст напечатанный типографическими чернилами, так же это его высокая энергозатратность, но этот минус мало значителен так как затраты незначительны в том плане что они меркнут по сравнению со стоимостью реставрируемого объекта.

Описание методов использованных в проекте:

Установка: Моя установка состоит из 532нм лазера постоянного излучения, подвижного зеркала ( оно нужно для перемещения лазерного пучка по бумаги чтобы она не сгорала) и держателя для бумаги с подложкой для улавливания частиц вынесенных лазером. Сама установка водила лазерный пучок по поверхности бумаги тем самым отбеливая её.

Использованный софт:

1) ImageJ – использовалась для анализа размера и количества вынесенных лазером частиц бумаги.

2) NewCompare – эта программа аппроксимирует графики ИК-спектроскопии, что бы при анализе учитывались именно реальные измения бумаги.

3) Origin – построение графиков и анализ данных.

В моем проекте я использовал следующие измерительные приборы:

1) ИК-спектрометр, я использовал его чтобы определять как менялся химический состав верхнего слоя бумаги, а полученные данные я обрабатывал в NewCompare, а затем оценивал изменения состава.

2) Рамановский спектрометр использовался для определения состава частиц вынесенных с поверхности бумаги.

3) Установка для измерения цвета образца по шкале Lab, она использовалась для измерения результата отбеливания.

• Цели
• Задачи
• Актуальность
• Результаты
• Применение
• Оборудование