بررسي كاربرد نانوذرات تيتانيوم دي‌اكسيد در بهبود مقاومت استحكام‌بخش پلي‌وينيل بوتيرال دربرابر قارچِ پوسيدگي سفيد چوب

Assessing the Application of Titanium Dioxide (TiO2) Nanoparticles in the Resistance Improvement of Polyvinyl Butyral (PVB) Consolidant against the Wood White-Rot Fungus

چكیده پلیمرهای سنتزی به‌طور گسترده به‌صورت چسب‌ها، استحكام‌بخش‌ها و پوشش‌های حفاظتی در مرمت آثار تاریخی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هرچند این مواد نسبت به پلیمرها و چسب‌های طبیعی مقاومت بهتری دربرابر میكروارگانیسم‌ها دارند اما اكثر پلیمرهای سنتزی منبع مناسبی از كربن و انرژی لازم برای رشد میكروارگانیسم‌ها به‌شمار می‌روند. ضمن‌اینكه، آثار هنری استحكام‌بخشی‌شده با این مواد همچنان موردحمله قارچ و كپك قرار گرفته و تخریب می‌شوند. عوامل محیطی و نور ماوراءبنفش نیز به تخریب این مواد سرعت می‌بخشند. بنابراین، نیاز به روشی جهت جلوگیری از هجوم میكروارگانیسم‌ها، همچنین افزایش مقاومت آنها دربرابر عوامل محیطی امری ضروری است. در این پژوهش، جهت ایجاد خواص ضدقارچی در استحكام‌بخش پلی‌وینیل بوتیرال (PVB) از فوتوكاتالیست نانوذرات تیتانیوم دی‌اكسید استفاده شد.  نمونه‌ها از چوب كبوده با‌توجه‌به دستورالعمل Bravery آماده شدند و با نانوكامپوزیت تیتانیوم دی‌اكسید در پلی‌وینیل بوتیرال، تحت شرایط خلأ، تیمار شدند؛ سپس جداگانه در شرایط تاریك و زیر نور، به مدت 7 هفته تحت تأثیر قارچ رنگین‌كمان به‌عنوان مولد پوسیدگی سفید چوب قرار داده شدند. نمونه تیمارشده و بدون تیمار تحت پیرسازی تسریعی دما، رطوبت و نور UV قرار گرفتند.  نتایج نشان داد كه نمونه‌چوب‌های تیمارشده با میزان مصرفی یك درصد از نانوذرات TiO2 (4/0گرم) در PVB 5 درصد، در شرایط بدون نور اثر ضدقارچی نداشت. اما مقدار 2 درصد از آن (8/0گرم) در شرایط تاریكی، توانست از تخریب چوب دربرابر پوسیدگی سفید محافظت كند. نمونه‌های كشت‌شده در شرایط نور، در هر دو میزان مصرفی1 و 2 درصد از TiO2 توانست در نمونه‌های تیمارشده با نانوكامپوزیت خاصیت ضدقارچی ایجاد كند و از چوب دربرابر قارچ مولد پوسیدگی سفید محافظت نماید. پیرسازی تسریعی نمونه‌های بدون تیمار و تیمارشده تحت شرایط پیرسازی دما، رطوبت و نورUV، نشان‌دهنده محافظت نمونه‌های تیمارشده درمقابل نور ماوراءبنفش و شرایط محیطی بودند.

The synthetic polymers are widely used as adhesives, consolidants and protective coatings in the conservation of historic relics. Although, compared to the natural polymers and adhesives, these materials present a better resistance against the microorganisms, most synthetic polymers remain appropriate sources of Carbon and energy for the growth of microorganism; in addition, the relics consolidated with these materials will still remain vulnerable to the microorganisms and fungi, leading to a sort of degradation whose progress will, nonetheless, be accelerated with the environmental factors and ultraviolet light. Therefore, preventing the microorganism from attacking the relics, as well as increasing their impact resistance against the environmental conditions are necessary. In this study, in order to maintain the antifungal properties in PolyVinyl Butyral (PVB), TiO2 nanoparticles were employed; anatase-type TiO2 nanoparticles were used in PVB to prepare the nanocomposites. Also, the Samples were made of Poplar wood (Populus spp.) in accord with the Bravery guidelines, treated by the Titanium Dioxide nanocomposite under vacuum conditions. Afterwards the samples were separately affected in the dark and under the daylight conditions by the wood white-rot fungi (Trametes versicolor) as a deterioration active, for the duration of seven weeks. The treated and untreated samples were placed under the accelerated aging condition (temperature, humidity and UV light). The results indicate that the wood samples treated with 1% of Nano-TiO2 (0.4g) in 5% PVB, placed in the dark, did not have any antifungal effect, while the amount of 2% (0.8g) could protect the wood against the white-rot fungus degradation in the darkness conditions. The inoculated samples with the amounts of 1%and 2% of Nano-Ti2O, in the light conditions, could also create antifungal properties in the treated samples with nanocomposite, and protected the wood against the white-rot fungus. The accelerated aging of the treated samples with consolidant without nanoparticles of Ti2O and the treated ones with nanocomposite under the heat, humidity and UV light conditions demonstrates that the treated samples were protected against the degradation, ultraviolet light and the environmental conditions.