การ ทํา ความ สะอาด ด้วย เลเซอร์ ใน การ รักษา ศิลปะ

สิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์เป็นสิ่งเชื่อมโยงที่จับต้องได้กับอดีตของเรา ตั้งแต่รูปปั้นโบราณไปจนถึงงานโลหะในยุคกลาง วัตถุเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกอันล้ำค่าเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตาม การอนุรักษ์สิ่งเหล่านี้เป็นความท้าทายอย่างต่อเนื่อง นักอนุรักษ์ต้องสร้างสมดุลระหว่างความจำเป็นในการทำความสะอาดวัตถุเพื่อการศึกษาและการจัดแสดง กับความเสี่ยงในการก่อให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้

เทคนิคการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม เช่น การขัดถูด้วยเครื่องจักรกลหรือตัวทำละลายทางเคมี อาจมีประสิทธิภาพแต่มีความเสี่ยงโดยธรรมชาติ แปรงแข็งอาจทำให้พื้นผิวที่บอบบางสึกกร่อน ในขณะที่สารเคมีบางครั้งอาจทำปฏิกิริยากับวัสดุที่เปราะบาง ทำให้วัสดุเหล่านั้นอ่อนแอลงเมื่อเวลาผ่านไป การทำความสะอาดอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งประดิษฐ์ที่ตั้งใจจะอนุรักษ์โดยไม่ได้ตั้งใจ ความสมดุลที่ละเอียดอ่อนนี้ได้กระตุ้นให้วงการอนุรักษ์สำรวจเทคโนโลยีใหม่ๆ โดยการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นพัฒนาการที่สำคัญ

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร? วิทยาศาสตร์ของการกำจัดด้วยแสง

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานบนหลักการที่เรียกว่า การกำจัดด้วยแสง ลำแสงของแสงที่เน้นอย่างมาก ซึ่งถูกพัลส์เป็นระยะเวลาสั้นๆ มาก จะถูกเล็งไปที่พื้นผิวของสิ่งประดิษฐ์ พลังงานจากเลเซอร์จะถูกดูดซับโดยชั้นของสิ่งสกปรก สี หรือการกัดกร่อน แต่ไม่ใช่โดยวัสดุพื้นผิวที่อยู่ด้านล่าง

พลังงานที่ถูกดูดซับนี้จะทำให้สารปนเปื้อนร้อนขึ้นทันที ทำให้มันระเหยและยกออกจากพื้นผิว กระบวนการนี้มีความแม่นยำอย่างน่าทึ่ง ด้วยการควบคุมความยาวคลื่นของเลเซอร์และพลังงานของแต่ละพัลส์อย่างระมัดระวัง นักอนุรักษ์สามารถกำจัดชั้นที่ไม่ต้องการออกไปได้อย่างแม่นยำในระดับจุลทรรศน์ โดยไม่ทำให้วัสดุสิ่งประดิษฐ์ดั้งเดิมร้อนขึ้นหรือเสียหาย

ข้อดีหลักของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการอนุรักษ์

วิธีการควบคุมนี้มีข้อดีหลายประการสำหรับการบูรณะสิ่งประดิษฐ์:

• ความแม่นยำและการเลือกสรร: การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ช่วยให้สามารถกำจัดสารปนเปื้อนได้อย่างตรงเป้าหมาย นักอนุรักษ์สามารถรักษาพื้นที่เฉพาะเจาะจงได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อพื้นผิวที่อยู่ติดกัน ซึ่งเป็นระดับการควบคุมที่ทำได้ยากด้วยแปรงหรืออ่างสารเคมี

• กระบวนการที่ไม่สัมผัส: เนื่องจากมีเพียงลำแสงของแสงเท่านั้นที่สัมผัสกับสิ่งประดิษฐ์ จึงไม่มีการขัดถูด้วยเครื่องจักรกลจากแปรง เครื่องมือ หรือผงขัด สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับวัสดุที่บอบบางหรือเปราะ

• ควบคุมและปลอดภัย: กระบวนการนี้สร้างความร้อนน้อยที่สุดในวัสดุพื้นฐาน ลดความเสี่ยงของความเสียหายจากความร้อนต่อวัตถุที่บอบบางที่ทำจากไม้ กระดาษ หรือสิ่งทอ นอกจากนี้ยังหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทำละลายที่รุนแรงซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อทั้งสิ่งประดิษฐ์และนักอนุรักษ์

• ความสามารถรอบด้าน: เทคโนโลยีนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้สูงและสามารถปรับเทียบเพื่อใช้กับวัสดุหลากหลายชนิด รวมถึงหิน โลหะ เซรามิก ไม้ และแม้แต่พื้นผิวที่ทาสีบางชนิด

อะไรบ้างที่สามารถทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้?

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคอเนกประสงค์ที่เหมาะสมสำหรับวัสดุและสารปนเปื้อนต่างๆ

พื้นผิวทั่วไป:

• หินและงานก่ออิฐ: มีประสิทธิภาพในการกำจัดเปลือกโลกที่เกิดจากมลพิษ การเจริญเติบโตทางชีวภาพ และสิ่งสกปรกจากหินอ่อน หินแกรนิต หินปูน และหินชนิดอื่นๆ บนรูปปั้นและอาคาร

• โลหะ: การใช้งานหลักคือการกำจัดสนิม รอยด่าง และชั้นออกไซด์ออกจากโลหะ เช่น ทองสัมฤทธิ์ ทองแดง เหล็ก และอะลูมิเนียม

• ไม้: สามารถใช้กำจัดสีเก่า วานิช หรือสิ่งสกปรกบนพื้นผิวจากการแกะสลักไม้และเฟอร์นิเจอร์โดยไม่ทำลายลายไม้

• เซรามิกและเทอร์ราคอตต้า: ทำความสะอาดเครื่องปั้นดินเผาทางประวัติศาสตร์และองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมอย่างอ่อนโยนโดยไม่ทำลายวัสดุที่เผา

• แก้ว: ด้วยการเลือกพารามิเตอร์อย่างระมัดระวัง เลเซอร์สามารถกำจัดสารเคลือบหรือสารปนเปื้อนออกจากแก้วบางชนิดได้

ประเภทของสารปนเปื้อนที่ถูกกำจัด:

• ออกซิเดชัน สนิม และรอยด่าง

• สี วานิช และแลคเกอร์

• น้ำมัน จาระบี และสิ่งสกปรกจากอุตสาหกรรม

• เขม่า ฝุ่น และตะกอนสิ่งสกปรก

• การเจริญเติบโตทางชีวภาพ เช่น เชื้อรา สาหร่าย และไลเคน

• กาวและเรซินเก่า

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการปฏิบัติ: กรณีศึกษา

การใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในการอนุรักษ์ไม่ใช่แค่ทฤษฎีเท่านั้น แต่มีการนำไปใช้และศึกษาอย่างจริงจังโดยสถาบันชั้นนำ

ตัวอย่างเช่น พิพิธภัณฑ์บริติช เริ่มทำการตรวจสอบการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในปี 2005 ในขณะที่มุ่งเน้นไปที่หินในตอนแรก นักวิทยาศาสตร์และนักอนุรักษ์ของพวกเขาก็ได้ขยายการวิจัยเพื่อรวมถึงวัสดุต่างๆ เช่น โลหะทางโบราณคดี ขน และภาพวาดบนผนัง พวกเขาได้ใช้เลเซอร์ Nd:YAG และ Er:YAG ในงานของพวกเขา รวมถึงโครงการเพื่อกำจัดอีพ็อกซีเก่าที่มีสีผิดเพี้ยนจากเปลือกหอยมุกบนเครื่องแต่งกายของชาวทาฮิติ

ในยุโรป การประยุกต์ใช้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ก็ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีเช่นกัน การศึกษาโดย Salimbeni et al. (2016) มุ่งเน้นไปที่การใช้เลเซอร์ Q-switched Nd:YAG เพื่อกำจัดเปลือกโลกสีเข้มออกจากประติมากรรมโพลีโครมแบบโรมาเนสก์ในอิตาลี [DOI: 10.1016/j.culher.2016.02.011] ทีมวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) และสเปกโทรสโกปีเพื่อยืนยันว่าการรักษาด้วยเลเซอร์ประสบความสำเร็จในการกำจัดเปลือกโลกโดยไม่ทำลายเม็ดสีดั้งเดิมที่เปราะบางที่อยู่ด้านล่าง สิ่งนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการรวมการทำงานด้วยเลเซอร์เข้ากับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้แน่ใจว่าการรักษาปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

อนาคตของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการอนุรักษ์มรดก

การนำการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มาใช้ถือเป็นก้าวสำคัญในด้านการบูรณะสิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์ ช่วยให้นักอนุรักษ์มีเครื่องมือที่ให้การควบคุมและความปลอดภัยในระดับสูง ลดความเสี่ยงหลายประการที่เกี่ยวข้องกับวิธีการแบบดั้งเดิม

ด้วยการอนุญาตให้กำจัดสารปนเปื้อนที่บดบังได้อย่างแม่นยำ เทคโนโลยีนี้สามารถเปิดเผยรายละเอียดที่ซ่อนอยู่ก่อนหน้านี้ได้ ทำให้เกิดความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับฝีมือและประวัติศาสตร์ของวัตถุ นอกจากนี้ ด้วยการกำจัดตะกอนที่เป็นอันตราย เช่น เกลือหรือออกไซด์ที่กัดกร่อน การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถช่วยรักษาเสถียรภาพของสิ่งประดิษฐ์และชะลอการเสื่อมสภาพ

เมื่อเทคโนโลยีมีความประณีตและเข้าถึงได้มากขึ้น บทบาทของเทคโนโลยีในพิพิธภัณฑ์และสิ่งอำนวยความสะดวกในการบูรณะมีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างต่อเนื่อง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นส่วนสำคัญของชุดเครื่องมือของนักอนุรักษ์สมัยใหม่ ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามรดกทางวัฒนธรรมร่วมกันของเราสามารถศึกษาและชื่นชมได้อย่างปลอดภัยในอีกหลายปีข้างหน้า