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

Воздействие лазером постоянного излучения с длинной волны 532нм на старинную бумагу
Даты проведения
с 2019-01-01 по 2019-05-31

Авторы: Джума Юрий, Класс: 11

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

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.

Понять механизм очистки бумаги, происходящий при воздействии лазера постоянного излучения с длиной волны 532нм. А также оценить применимость данного метода отбеливания бумаги в реставрации. Мой проект представляет полноценное исследования реставрации бумаги лазером постоянного излучения.
Понять механизм очистки бумаги, происходящий при воздействии лазера постоянного излучения с длиной волны 532нм. А также оценить применимость данного метода отбеливания бумаги в реставрации. Мой проект представляет полноценное исследования реставрации бумаги лазером постоянного излучения.
Механизм процессов, происходящих при воздействии лазера постоянного излучения на старую бумагу, до сих пор является загадкой, кроме этого, очистка старой бумаги лазером постоянного излучения может оказаться более экономически выгодной, чем импульсным лазером или химическим способом.
В результате работы установки было зафиксировано что бумага белеет на 2,3% при воздействии лазером в течении 16 минут со скоростью 9 мм/с и интенсивностью 21,64 Вт/см2 и мощностью 0,68 Вт. 2) Также было зафиксирован вынос лазером частиц бумаги на подложку. Частицы имеют размер – площадь - 10-810 μm2. Маленький частицы преимущественно круглые6 а более крупные частицы имеют продолговатую форму. 3) ИК-спектроскопия зафиксировала изменения состава верхнего слоя бумаги. В итоге было установлено что при воздействии лазера бумага теряет воду а углерод понижает свою степень окисления с +3 до +1, что свидетельствует о переходе из COOH в CHO. Что само свидетельствует о том что произошел переход к нижнему слою бумаги менее окисленному и менее “желтому”. 4) Было зафиксировано отсутствие воздействия лазера на типографические чернила. 5) Исходя из полученных данных мною был предложен следующий механизм очистки: a. Лазерный луч попадая на бумагу практически моментально нагревает воду находящуюся в бумаге до состояния пара. b. Пар не имея возможность покинуть бумагу также быстро как и образовался, создаёт избыточное давление и разрывает верхней слой бумаги. c. Тем самым оголяется нижний слой бумаги который менее окислен чем верхний. Сама работа является уникальной, так как эта тема никогда ранее так подробно не разбиралась 
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.
О проекте

Проект опубликовал

Целевая аудитория

абитуриенты студенты специалисты преподаватели будет интересно всем

Специализации

Программирование Изобретательство ТРИЗ

Области знаний

Физика и астрономия