در دنیا نزدیک به صد سال است که از علوم مختلف از جمله و بیشتر از همه ، شیمی ‌، برای شناخت بهتر گذشته کمک گرفته می‌شود. بطور کلی ، یکی از مسائل مهم مطالعه دنیای گذشته ، مطالعه فن آورانه آن است. با خواندن مطلب زیر به نقش شیمی در محافظت از میراث فرهنگی واقف خواهید شد.

دید کلی

اصولا از چند وجه می‌توان به گذشته که نماد آن میراث فرهنگی و آثار تاریخی است، نگاه کرد. یکی ، وجه تاریخی _ فرهنگی است، یا سرگذشت انسان گذشته که این کار را باستان شناس انجام می‌دهد. اما وجه دیگر که به همان میزان ، اهمیت دارد و شاید هم مهمتر ، مطالعه سیر تحول فن آوری در گذشته است. مثلا اینکه چگونه انسان توانست از کشف سنگ معدن مس به فن آوری امروزی برسد. مطالعه این سیر تحول ، حتما به فن آوری و علم امروز نیاز دارد.

ایران باستان و تولید آلیاژ

در ایران در هزاره سوم پیش از میلاد ، آلیاژ مس _ آرسنیک ساخته می‌شد، چیزی که امروز تولیدش مشکل است. چون آرسنیک ، شبه فلزی است که در دماهای نسبتا پائین ، یعنی حدود 350 درجه سانتیگراد بخار می‌شود و علاوه بر آن ، بسیار سمی است. اما در ایران ، یک دوره نزدیک به هزار ساله داریم که این آلیاژ ساخته می‌شد. حل معمای تولید این آلیاژ ، تنها از طریق علم نوین شیمی و متالوژی ممکن است.

نقش شیمی در مرمت آثار فرهنگی

نقش شیمی در میراث فرهنگی ، یکی ، شناخت مواد و تشخیص سیر تحول فن آوری است. اما از آن مهمتر ، چیزی است که در دنیا تحت عنوان «Conserration Science» یا «پژوهشهای آزمایشگاهی در امر حفاظت» یاد می‌شود. ترجمه «مرمت» در زبان فارسی به معنی وصله - پینه کردن چند تکه و ترمیم و تهیه در ذهن است، در صورتی که مفهوم مرمت یک اثر تاریخی ، کاری است که یک پزشک در مورد بیمار انجام می‌دهد. همان کار را مرمت‌گر در مورد اثر تاریخی انجام می‌دهد.

اثر تاریخی ، ابتدا مطالعه عینی می‌شود که به آن مستندنگاری می‌گویند، سپس با استفاده از شیمی ، فیزیک و زیست شناسی نوع آسیبهای آن تشخیص داده می‌شود، یا آسیب شناسی می‌شود. آنگاه روشهای درمان که در مرمت به آن استحکام بخشی می‌گویند، شروع می‌شود که حاصلش ، طولانیتر کردن عمر اثر فرهنگی است.

مرمت اشیای فلزی

بسیاری از روشهایی که در مرمت بکار گرفته می‌شود، روشهای شیمی محض است. یک فلز ، چه آهن و چه مس ، در طول زمان در مقابل اقلیمی که در آن قرار می‌گیرد، دچار خوردگی می‌شود. خوردگی ، یعنی تبدیل شدن یک فلز به نمکهای فلزی بر اثر واکنشهای شیمیایی. این روند به خاطر حضور مداوم عوامل خوردگی و پتانسیل فعالی که این واکنش الکتروشیمیایی دارد، تا آنجا ادامه پیدا می‌کند که روزی تمام فلز به نمکهایش تبدیل می‌شود و به کلی از بین می‌رود. میزان خوردگی ، بسته به شرایط مختلف فرق می‌کند.

کار مرمت‌گر این است که اول ، روال خوردگی را قطع کند و دوم ، اگر ضرورت دارد، لایه های خوردگی را از روی فلز پاک کند و این هر دو ، از عهده شیمیدان برمی‌آید. مثلا در خوردگی برنز ، کلریدی که از خاک به لایه‌های درونی فلز نفوذ می‌کند، عامل اصلی یک رشته واکنشهای چرخه‌ای است که در طی آن ، Cu فلزی مرتب به ²⁺Cu تبدیل می‌شود و صرفا به دور نگاه داشتن جسم در رطوبت و هوا ، روند خوردگی را قطع نمی‌کند.

در اینجا فقط شیمی محض است که مکانیسم خوردگی را تشخیص می‌دهد و در می‌یابد که عامل اصلی خوردگی در اینجا ^-Cl موجود در خاک است و تدابیری بکار می‌رود تا این ^-Cl را به صورت نمک پایدار محلولی از جسم فلزی بیرون بکشد. مثلا در این مورد خاص ، با غوطه‌ور کردن جسم فلزی در محلول سدیم سسکویی کربنات و نفوذ آن به قشر داخلی فلز ، ²⁺Cu را به جسم پایدار کالکوناترونیت که نمک سسکویی و مس است، تبدیل کند و از این طریق ، کلرید که عامل اصلی است، به صورت نمک NaCl محلول از فلز خارج شود.

مرمت کاغذ

کاغذهای قدیمی به مرور زمان ، اسیدی می‌شوند. اسیدی شدن کاغذباعث می‌شود تا کاغذ زرد شود، بپوسد و به تدریج از بین برود و نابود شود، ولی مرمت‌گر شیمیدان ، کاغذ را اسیدزدایی می‌کند و از این طریق ، عمر آن را بسیار طولانی می‌کند.

فنون سالیابی

یکی از هیجان انگیزترین و کارآمدترین دستاورد علوم شیمی و فیزیک برای باستان شناسی و میراث فرهنگی ، سالیابی یک شیء تاریخی است. سالیابی از حدود چهار دهه پیش به قبل به شیوه‌های غیرعلمی و اکثرا" تردیدآمیز انجام می‌گرفت، مثلا شیوه باستان شناسی.

شیوه باستان شناسی یا مطالعات عینی و تطبیقی به این صورت بود که باستان شناس از مقایسه یک اثر با اثر دیگری که در سابق تاریخ گذاری شده بود، از نظر اندازه ، نقش ، محلی که در آن کشف شده است، آن را به آن دوره ، یا پیش و یا پس از آن نسبت می‌دهد. اما علم نوین ، شیوه‌های ابزاری را برای این کار ابداع کرده است. یکی از این شیوه‌ها ، کربن 14 است (تعیین سن آثار تاریخی با کربن 14) که برای نمونه‌های زغال یا نمونه‌هایی که کربن قابل توجهی دارند، بکار می‌رود.

راه دیگر ، نورتابی گرمایی یا ترمولومینسانس است که برای نمونه‌های معدنی یا نمونه‌هایی که در کوره پخته می‌شوند، یا طی دورانی از زمین شناسی ، دچار تغییر حالتی شبیه پختگی شده اند، بکار می‌رود. روشهای جدیدی از جمله روش پتاسیم _ آرگون نیز اخیرا رواج یافته‌اند.

مباحث مرتبط با عنوان

• آسیب شناسی
• باستان شناسی
• تعیین سن آثار تاریخی با کربن 14
• خوردگی فلزات
• روشهای تجزیه دستگاهی
• روشهای محافظت از خوردگی
• فسفرسانس
• فنون سالیابی
• مبانی شیمی تجزیه
• واکنش شیمیایی