الليزر في ترميم الأعمال الفنية

إعداد وتقديم : شيماء الحسيني

يعد تنظيف الأسطح المصورة من أكثر العمليات أهمية في مجال الترميم . إنها عملية إزالة لا رجعة فيها لطبقات رفيعة جدًا غير المتجانسة التي تغيّر الجماليات مثل " الورنيش القديم" أو تزوير الصورة " إعادة تلوين أو الطلاء الزائد" أو تؤثر على الاستقرار الفيزيائي الكيميائي "مواد تقوية أو مواد لاصقة". 

الأنتقائية الشديدة في تنظيف الأسطح المصورة ، حيث يجب الحفاظ على الطبقات الأصلية للأعمال الفنية ، أحد أهم المتطلبات للحصول على نتائج مناسبة ، وفقًا للمعايير المعاصرة للحفاظ على الأعمال الفنية متعددة الألوان .

طرق التنظيف التقليدية الأدوات الميكانيكية والتي تتطلب براعة كبيرة وهي إجراءات طويلة ، والطرق الكيميائية (مذيبات) ، العديد من المشاكل الخاصة بهم: 
1- أنتشار المذيبات ، حتى عند تشتيتها في هلام أو صابون ، يصعب التحكم بها . 
2- غالبية المذيبات الفعالة سامة . 
3- العديد من المواد المراد إزالتها غير قابلة للذوبان ، وجعل التدخل الميكانيكي البديل الوحيد.

بدأ تطبيق تكنولوجيا الليزر في مجال حفظ اللوحات في أوائل التسعينيات . لطالما جذبت هذه التكنولوجيا الكثير من الاهتمام لأنها أصبحت التقنية الأولى التي لم تتفاعل فعليًا مع الأسطح المصورة ، وبالتالي فهي تتفق مع مبدأ الحفظ .

على سبيل المثال ، في حالة المواد المتبلورة العضوية ، تكون أجهزة ليزر Excimer قادرة على إزالة الطبقات بدقة 0.1 إلى 2.0 ميكرومتر لكل نبضة . فإنه من أجهزة الليزر التي صممت خصيصًا لتنظيف اللوحات ليزر Excimer ، تم تطويره بواسطة اتحاد أوروبي في إطار مشروع الاتحاد الأوروبي بين عامي 1999 ، 2001 .

يعتبر التنظيف بالليزر Laser Cleaning أحد التقنيات الحديثة ، لخصائص الليزر الفريدة ، مثل الكثافة ، أحادية اللون ، الاتجاه والاتساق ، أدى إلى تفضيل استخدامها في الحفاظ على التراث الثقافي على مدار العقود الماضية .

أنواع الليزر المستخدمة في التنظيف اللوحات :-

1- ليزر Excimer

جهاز Excimer ينبعث الليزر بشكل أساسي في منطقة الأشعة فوق البنفسجية UV .

يعد ليزر Excimer فعال بسبب الأمتصاص العالي للطبقات الغير متجانسة المراد إزالتها بالأسطح المصورة ، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من اختراق الضوء في الطبقات الأصلية بالأسطح المصورة ، وأظهرت الأبحاث أن 248 نانومتر هو الطول الموجي المناسب لإزالة الورنيش وعلى طبقة الطلاء .

2- ليزرNd: YAG 

Nd: YAG ينبعث في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة IR .

Nd: YAG هو نظام الليزر القياسي لتطبيقات تنظيف الحجر -غير عضوي- . 

تميل الأشعة تحت الحمراء إلى إحداث تأثيرات ضوئية حرارية ، قادرة على تحطيم روابط المواد غير العضوية . وأنها أقل كفاءة في تنظيف المواد العضوية لأن طاقتها غير كافية لكسر الروابط التساهمية .

- ليزر Nd:YAG laser operating in Q-switch mode 

يمكن أن ينبعث الليزر من طولين موجيين مختلفين: في الأشعة تحت الحمراء IR ، وفي المرئية (1064 ، 532 نانومتر) 
جهاز الليزر المستخدم ذراع مكون من هيكل صلب ، وبداخله سبعة مرايا مثبتة ، تنقل شعاع الضوء إلى نقطة الهدف المختارة بدقة شديدة .

- ليزر Nd:YAG laser double wave length ablation of pollution 

نظام تنظيف بالليزر في الأشعة فوق البنفسجية UV ، الأشعة تحت الحمراء IR ، مطور حديثًا ، يمكن ان يستخدام في المواد العضوية -اللوحات القماشية- والمواد غير العضوية -الأسطح الحجرية- . 

في مجال الحفاظ على الأعمال الحجرية ، قد يؤدي تنظيف ليزر الأشعة تحت الحمراء عند 1064 نانومتر إلى تغير لون السطح إلى الأصفرار ، بينما قد تؤدي نبضات الأشعة فوق البنفسجية إلى سطوح غير متجانسة ، تم العثور  على الشعاع الثالث التوافقي في 355 نانومتر ، للتغلب على مثل هذه المشاكل ، مما أدى إلى تنظيف متجانس . 

3- ليزر Er: YAG 

هذا هو أحدث ليزر تم اختباره لتنظيف الدهانات بنتائج ناجحة .

ليزر Er: YAG يولِّد طولًا موجيًا يبلغ 2.94 ميكرون في منطقة منتصف الأشعة تحت الحمراء IR ، والتي تمتصها OH في السوائل المائية . وبالتالي ، يتم امتصاص شعاع الليزر بسرعة ، من الناحية النظرية ، تتناسب كفاءة الجثات بالليزر بشكل مباشر مع كمية مجموعات OH الموجودة في المواد ، وعندما تكون غير متواجدة على المادة الأصلية ، يمكن الحصول عليها عن طريق إضافة السوائل الهيدروكسيلية OH -الماء والكحول- ، وتساعد أيضًا في الحد من الإشعاع واختراق الحرارة.

ليزر Er:YAG lasers emit radiation at 2940 nm and hydroxyl groups are the main absorbers at this wavelength 

يؤدي إمتصاص الإشعاع والتسخين إلى التبخير الجزيئات المحتوية على OH في السطح المعالج ، وإذا كانت المادة غير المرغوب فيها لا تحتوي على مجموعات OH ، فيمكن إضافتها من خلال تطبيق طبقة رقيقة من سائل غني OH (أي ماء أو كحول) على السطح . وفي هذه الحالة ، تقوم مجموعات OH التواجدة بالسائل بإمتصاص الإشعاع والتسخين حتى التبخير . مما يؤدي الى التمدد السريع إلى تفكيك المادة على السطح .

وبشكل عام ، لا تسبب أشعة الليزر أي تغييرات كيميائية على المواد العضوية ، مما يؤكد أن الميكانيكية في التنظيف بالليزر Er: YAG هي فيزيائية . 

الحالة الوحيدة لإزالة الكيميائية المستخدمة لإزالة الاستعمار البيولوجي -الكائنات الحية الدقيقة- ، حيث وجد أن بعض المركبات في الأشنات -أحد أنواع الكائنات الحية الدقيقة- تنقص في الكمية وتختفي بعد إشعاع الليزر . لأنه يتم امتصاص إشعاع الليزر من الجدران الخلوية السميكة للأشنات والأنسجة البيولوجية الغنية بالـ OH ، وبالتالي فهي تتعرض للإنهيار الكيميائي . 

وعندما يتم تنظيف الأثار الحساسة -مثل الورق ، المنسوجات ، اللوحات المرسومة على الحوائط ، اللوحات الجدارية من النوع secco ، وأصباغ تحتوي على OH ، إلخ) ، يجب توخي الحذر الإضافي . 

تتمثل الطريقة المتبعة في استخدام ليزر Er: YAG في تقليص الطبقة غير المرغوب فيها بدلاً من إزالتها تمامًا . من المستحسن استخدام طاقة منخفضة حيث تصبح الطبقة الملوثة أرق وأضعف .