L'applicazione della tecnologia moderna è una svolta chiave nella conservazione del patrimonio culturale globale. Tra questi, la tecnologia di pulizia laser per le reliquie culturali, con le sue caratteristiche senza contatto, ad alta precisione e rispettose dell'ambiente, è diventata uno strumento rivoluzionario nel campo del ripristino del patrimonio culturale.
01 Principi e sviluppo della tecnologia di pulizia laser
La tecnologia di pulizia laser utilizza gli effetti fototermici o fotomeccanici generati dall'interazione tra raggi laser e materiali per ottenere una pulizia senza contatto rimuovendo selettivamente i contaminanti dalle superfici dei materiali. Il suo principio fondamentale può essere riassunto come "effetti fototermici selettivi", il che significa che materiali diversi mostrano differenze significative nei loro tassi di assorbimento per specifiche lunghezze d'onda laser. Controllando con precisione la lunghezza d'onda laser, la densità di energia e la frequenza degli impulsi, è possibile ottenere una rimozione precisa dei contaminanti senza danneggiare la reliquia culturale stessa.
Negli anni '70, scienziati americani come Asums hanno proposto che i laser potessero essere usati per pulire antichi murali e sculture e hanno condotto una serie di esperimenti di pulizia su contaminanti di superficie induriti sulle superfici di pietra a Venezia, iniziando così l'applicazione della tecnologia di pulizia laser nel campo della presenza di tramanti culturali. Negli anni '80, con il rapido sviluppo della tecnologia laser, i paesi europei hanno iniziato ad applicare questa tecnologia alla conservazione delle reliquie culturali di pietra. Parte delle sculture in siti storici di fama mondiale come la Cattedrale di Amiens in Francia, la Cattedrale di Colonia in Germania e la Cattedrale di Santo Stefano in Austria sono state ripristinate al loro antico gloria attraverso la tecnologia di pulizia laser.
Dopo oltre 30 anni di sviluppo, la moderna tecnologia di pulizia laser ha ottenuto un salto tecnico da nanosecondi a impulsi ultra-short femtosecondi, con precisione di pulizia che raggiunge il livello del micrometro. Rispetto ai metodi di pulizia tradizionali, la pulizia laser offre vantaggi rivoluzionari: il funzionamento senza contatto evita danni da attrito fisico, la precisione del sub-micrometro è adatta per i modelli complessi di pulizia, nessun residuo chimico impedisce effettivamente danni secondari e il processo di pulizia può essere monitorato in tempo reale. Queste caratteristiche lo rendono il "bisturi di precisione" della moderna conservazione del patrimonio culturale.
Dall'anno 2000, la tecnologia di pulizia laser ha visto numerose applicazioni di successo nel campo della conservazione del patrimonio culturale. Tra questi, il sistema laser femtosecondo sviluppato dall'Istituto di struttura elettronica e laser presso la Fondazione greca per la ricerca e la tecnologia ha rimosso con successo croste ostinate dai componenti di marmo sull'Acropoli di Atene. Da allora ha completato i progetti di pulizia sulle sculture murali del Partenone sull'Acropoli, le sculture fregio del tempio della vittoria senza ali e il tetto del portico della sala Caryatid del tempio di Erechtheion. Inoltre, l'attrezzatura laser mobile della società italiana OPTO è stata ampiamente applicata nella conservazione dei dipinti a parete di Pompei e il British Museum ha stabilito un database completo di parametri di pulizia laser ... La tecnologia di pulizia laser è diventata un importante strumento tecnico nel campo globale della conservazione della cultura culturale.
02 La scelta ottimale di bilanciamento della sicurezza e dell'efficacia
Nel tempio di Erechtheion sull'Acropoli di Atene, sei colonne caryatid che portavano oltre 2.400 anni di storia erano un tempo minacciate da erosione della crosta nera. Queste sculture in marmo avevano subito tre restauri. Tuttavia, i depositi di zolfo causati da una maggiore industrializzazione ad Atene negli anni '50 hanno portato alla loro superfici coperte da una densa crosta nera, oscurando gradualmente i loro dettagli. Nel 2010, il Museo Acropoli ha collaborato con un team dell'Istituto greco di struttura elettronica e laser per adottare in modo innovativo una tecnologia di combinazione laser a doppia lunghezza d'onda utilizzando i laser a infrarossi a 1064 nm e 355 nm di laser ultravioletti per staccare precisamente gli inquinanti negli strati. Il laser a infrarossi ha ridotto lo spessore della crosta nera, mentre il laser ultravioletto ha rimosso le particelle residue, evitando il danno al marmo causato dai metodi di pulizia tradizionali ed evitando abilmente il rischio del materiale di base che gira giallo.
Il Palazzo di Diocleziano a Slip, in Croazia, ha una storia di oltre 1.700 anni, con 16 torri e quattro porte del palazzo. I due colonnadi arcuati a livello di 11- metro nel centro del palazzo attirano visitatori da tutto il mondo per fermarsi e ammirare. Tuttavia, i suoi iconici archi e colonne bianchi lattiginosi si sono oscurati nel tempo. Dalla fine del XIX secolo alla metà del secolo -20, fumo e polvere industriali dalle aree vicine oscurarono ulteriormente lo stile unico dell'edificio e gli elementi decorativi, con alcune aree che accumulavano strati di sporcizia fino a diversi centimetri di spessore. L'eccessivo accumulo di depositi ha reso i metodi di pulizia tradizionali altamente inclini a danneggiare la struttura dell'edificio, portando alla perdita di dettagli sulla reliquia culturale. A partire dal 2010, i conservatori del patrimonio culturale locale hanno aperto la strada all'uso della tecnologia di pulizia laser per "rimuovere millenni di polvere" da questo palazzo romano del IV secolo. Questo ha segnato il primo progetto di pulizia laser su larga scala d'Europa per strutture di pietra, che dura un decennio e dimostrando i vantaggi della tecnologia in ambienti complessi.
Nel 2012, il Louvre Museum in Francia ha esposto il capolavoro di Leonardo da Vinci "The Virgin and Child with Saint Anne", la cui superficie era stata pulita con la tecnologia laser. Le tre figure del dipinto erano "liberate" dai loro toni noiosi e cupi. La tecnologia laser ha rimosso con precisione i contaminanti, ripristinando i delicati strati tonali del dipinto, rendendolo un caso di studio classico nel restauro della pittura ad olio.
I murales nella "misteriosa villa" di Pompei, in Italia, erano scoloriti a causa della copertura vulcanica delle ceneri. La tecnologia laser ha penetrato le impurità superficiali, ripristinando i colori vibranti originali dei murali senza danneggiare i pigmenti. Questo approccio è stato valutato dalle autorità di protezione del patrimonio culturale italiano come "la migliore sicurezza della scelta e l'efficacia".
03 scoperte tecnologiche e collaborazione globale
Nonostante i significativi vantaggi della tecnologia di pulizia laser, la sua applicazione deve ancora affrontare sfide. In termini di adattabilità dei materiali, diversi materiali presentano risposte variabili dopo la pulizia laser. Ad esempio, mentre la pulizia laser di artefatti di pietra è ben consolidata in Europa, provoca ingiallimento quando applicato al marmo bianco cinese.
Nel settembre 2020, sotto la guida del Ministero della Scienza e della Tecnologia e della raccomandazione del Ministero della Cultura e del Turismo, del "Cintura di conservazione del patrimonio culturale della Cina-Greeci e della Strada" congiunta ", è stato applicato congiuntamente per il Museo della Cina e il Pontaggio della Palazzo, un Museo di Cina del Palazzo e il Ponteggio della Cina. Innovazione sotto il quadro "Belt and Road". Il team cinese-greco ha affrontato questa sfida tecnica regolando le combinazioni di lunghezze d'onda o usando reagenti ausiliari. Hanno impiegato la tecnologia Ultra-Short Pulse (Picosecond Laser) per ridurre al minimo gli effetti termici e prevenire danni al materiale di base.
Inoltre, la mancanza di standardizzazione è una grande sfida nella promozione della tecnologia di pulizia laser. Diverse reliquie culturali richiedono parametri personalizzati per consentire operazioni pratiche da parte di vari dipartimenti. Il dispositivo di interferometria a macchioline olografica laser sviluppato congiuntamente dall'Università di Shanghai e l'IESL greco può rilevare micro-crack di sottosuolo nelle reliquie culturali, fornendo prove quantitative per l'avvertimento delle malattie.
Attualmente, varie tecnologie moderne si stanno sviluppando rapidamente e l'integrazione della pulizia laser con altre tecnologie è una tendenza importante. Nel progetto Pompei in Italia, la combinazione di tecnologia di imaging laser e iperspettrale non solo rende il processo di restauro quantificabile e tracciabile, ma stabilisce anche un "sistema di gestione a riposo di restauro di diagnosi", fornendo un modello per la collaborazione tecnologica e l'iniezione di un momento tecnologico nel momento tecnologico nell'imperitanza e nella promozione dell'eredità culturale.
La tecnologia di pulizia laser trascende il tempo e lo spazio, fungendo da ponte per il dialogo tra civiltà orientale e occidentale. La protezione del patrimonio culturale non è solo una questione tecnica, ma anche una pratica di scambio di civiltà. In futuro, con l'intelligentizzazione della tecnologia e la globalizzazione della collaborazione, la tecnologia di pulizia laser inietterà senza dubbio più saggezza e forza nell'eredità sostenibile del patrimonio culturale umano.
