Ученые исследовали ткани прошлого, чтобы лучше понимать, насколько долговечными и прочными будут новые экоматериалы.
Использование возобновляемых растительных ресурсов — популярная сегодня тема. Правда, время от времени возникает вопрос о том, что ткани из натуральных компонентов менее прочны по сравнению с искусственными. И поэтому лучше использовать последние: из-за «долгоживучести» на них якобы нужно меньше ресурсов.
Чтобы прояснить этот вопрос, международная группа ученых исследовала образцы с холстов четырех картин XVII-XVIII веков. Полотна периода итальянского барокко долгое время находятся в коллекции художественной галереи города Асколи-Пичено (Италия), поэтому известны условия их хранения и методы консервации. Результаты исследования представлены в Journal of Cultural Heritage.
Изучать льняные ткани (куски холстов) надо было так, чтобы не только не повредить картины, но и вернуть все на место после исследования. Таково требование закона: любой образец, полученный с объекта культурного наследия, должен быть возвращен. В результате с обратной стороны каждой картины взяли кусочки холстов — каждый площадью в четыре квадратных сантиметра. Чтобы проанализировать структуру волокон образцов, не разрушая их, исследователи использовали несколько методов оптического анализа с очень высоким разрешением.
Поверхность тканей, а также жесткость волокон на наноуровне изучили с помощью атомно-силовой микроскопии (основана на сканировании поверхности анализируемого образца с помощью очень тонкого наконечника диаметром в несколько микрометров). Для анализа структуры льняных волокон и выяснения процессов их деградации специалисты применили методы двухфотонной микроскопии. Так называют метод детектирования флуоресцентных микрообъектов с помощью оптического микроскопа, в котором флуоресценция объекта запускается благодаря одновременному поглощению двух фотонов, что позволяет визуализировать структуру и внутреннюю ориентацию целлюлозных цепей, обеспечивающих прочность на разрыв льняных волокон. Кроме того, использовали спектроскопию ядерного магнитного резонанса и инфракрасную спектроскопию. Последняя позволила косвенно определить химический состав образцов.
Результаты показывают, что волокна холстов находились под постоянным напряжением, а также подвергались воздействию колебаний влажности и температуры и загрязнению воздуха во время их экспонирования в церквях или частных коллекциях. Ученые обнаружили, что некоторые методы консервации, применявшиеся в XIX веке, такие как облицовка клеевой пастой, изготовленной из муки и животного клея, способствовали сильной деградации полотна. В итоге холсты, подвергшиеся наибольшим изменениям в окружающей среде или обработке во время консервации, деградировали сильнее всего.
Чуть раньше, в сентябре этого года, в журнале Nature Plants та же научная группа опубликовала работу, в которой обобщила результаты исследования образцов льняных тканей возрастом не менее 4000 лет, взятых из древнеегипетских гробниц. Если сравнить работы, получится, что волокна из тканей возрастом несколько сотен лет претерпели более заметную деградацию, чем волокна из тысячелетнего египетских полотен. Почти во всех древних волокнах обнаружили большую общую жесткость по сравнению с современной льняной пряжей. Можно говорить о том, что древнеегипетская гробница обеспечивала лучшие условия для сохранности, чем церковь или дом коллекционера, где долгое время находились картины.
Но надо учитывать еще одну деталь. Египетские ткани изготавливали для одежды, белья, и, если верить источникам и сохранившимся образцам, они были очень тонкими. Картины же писали на холстах — то есть на ткани из грубых прочных нитей. Тем не менее египетский лен оказался прочнее.
Историки пока не могут точно сказать, когда люди впервые стали выделывать пряжу изо льна. Известно только, что 9000 лет назад в Индии это уже делали. Затем технология распространилась на запад через Ближний Восток. Античные историки утверждали, что египтяне умели прясть лен так тонко, что даже через пять слоев ткани просвечивало тело человека. Но вот как они это делали — источники не рассказывают.