Новый гидрогель, который стабилизирует древесину, поднятую с места кораблекрушения даже 800-летней давности, разработали ученые из Университета Сунь Ятсена, 3 декабря сообщает отдел новостей Американского химического общества (ACS).

Места кораблекрушений представляют собой ценные, но быстро разрушающиеся «окна в прошлое». Реставраторы медленно сушат морские деревянные артефакты, чтобы сохранить их, но даже очень медленная сушка может привести к их повреждению. Чтобы лучше ухаживать за деликатными морскими артефактами, исследователи из Китая разработали гидрогель, который, впитываясь в древесину древних морских артефактов с места кораблекрушения, сохраняет их.

Деревянные предметы, оставшиеся после кораблекрушений, пропитаны морской водой, которая способствует размножению кислотообразующих бактерий и грибков, поедающих древесину. Чтобы предотвратить повреждения от воздействия кислот и микробов, реставраторы обычно удаляют воду из этих артефактов с помощью сублимационной сушки или используют процесс, при котором вода заменяется углекислым газом под высоким давлением или вязким полимером.

Однако эти процессы могут длиться месяцами и приводить к повышению хрупкости или деформации артефактов. Новой альтернативой сушке является нанесение на влажную историческую древесину геля, действующего подобно косметической маске для лица, насыщая древесину кислотно-нейтрализующими или антимикробными составами. Но при удалении этой маски может повредиться поверхность изделия.

Команда ученых под руководством Сяохан Сана и Цян Ченя из Университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу задалась целью разработать гидрогель, из которого в древесину будут поступать вещества, борющиеся с кислотами и микробами, и который будет постепенно растворяться, чтобы избежать повреждения поверхности.

Исследователи начали с того, что смешали два полимера с бикарбонатом калия (соединением, нейтрализующим кислоту) и нитратом серебра, который образует антимикробные наночастицы, связывающие полимеры вместе, образуя гель. Регулируя количество нитрата серебра, они смогли создать гидрогели с различной стойкостью. Гели с меньшим содержанием серебра разжижались через 3–5 дней, а гели с большим его содержанием оставались липкими и твердыми.

Для проверки концепции команда ученых нанесла гидрогели с различным количеством серебра на 800-летние куски дерева с затонувшего корабля Nanhai One, который был обнаружен у южного побережья Китая. Они выяснили, что гель с большим содержанием серебра нейтрализовал кислоту на глубину до 1 сантиметра через 10 дней, но разжижающиеся гели, содержащие меньше серебра, делали это быстрее — через 1 день.

Команда также обнаружила, что артефакты, обработанные разжижающими гелями, лучше сохраняли свою структуру дерева и были менее хрупкими, чем те, которые были обработаны твердыми гелями.

Результаты исследования нового гидрогеля разработчики представили в статье «Альгинатно-наносеребряные гидрогели: Саморастворимая система для комплексной консервации деревянных артефактов, подвергшихся воздействию воды» (Alginate-Nanosilver Hydrogels: A Self-Dissolving System for Comprehensive Preservation of Waterlogged Wooden Artifacts), опубликованной в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

Исследователи заявляют, что их гидрогель может быть использован для сохранения и укрепления древесины кораблей, поднятых со дна после кораблекрушений, не нанося артефактам дополнительного ущерба, что повысит для ученых-историков возможность разгадывать тайны прошлого.