Protezione e conservazione di opere d’arte con il grafene
Fattori ambientali quali la luce ultravioletta, la luce visibile e vari agenti ossidanti rendono quasi tutte le opere d’arte vulnerabili allo sbiadimento, all’ingiallimento e allo scolorimento nel tempo. I nuovi materiali utilizzati nella produzione artistica nel XX secolo influenzano la stabilità e la longevità delle opere d’arte rispetto ai materiali più tradizionali. Tutti questi fattori possono causare cambiamenti irreversibili nell’aspetto delle opere d’arte, minacciando così il patrimonio artistico. Il progetto GRAPHENART, finanziato dall’UE, ha fornito varie soluzioni. I ricercatori hanno sviluppato membrane di grafene da 10 cm x 10 cm utilizzabili come rivestimenti protettivi trasparenti contro la decomposizione. Hanno anche realizzato inchiostri a base di grafene che forniscono uno scudo contro la luce ultravioletta e la luce visibile, nonché protezione dall’ossidazione e dall’umidità per opere d’arte e dipinti sia antichi che contemporanei.
Un materiale polivalente meraviglioso
La versatilità del grafene ha spinto eserciti di ricercatori a esplorare nuove possibilità per questo reticolo bidimensionale di carbonio puro. «Il grafene è un candidato ideale per la protezione delle opere d’arte in musei e gallerie grazie al suo impressionante elenco di proprietà fisiche, che comprendono resistenza elevata, grande flessibilità, impermeabilità ai gas corrosivi, idrofobicità e assorbimento della luce», spiega Costas Galiotis, coordinatore del progetto. Inoltre, il materiale bidimensionale aderisce a qualsiasi superficie pulita grazie al debole legame di van der Waals. Grazie al suo spessore atomico molto sottile, può anche essere facilmente rimosso, a differenza degli attuali rivestimenti polimerici commerciali. «Un’altra caratteristica interessante del grafene è la sua capacità di assorbire la luce ultravioletta. Il grafene monostrato mostra un ampio picco di assorbimento a 270 nm, mentre la sua assorbanza complessiva aumenta quasi proporzionalmente all’aumentare del numero di strati», spiega Galiotis. In particolare, il valore di assorbanza del grafene monostrato è dell’8 %, mentre nel grafene tristrato il valore aumenta al 25 %. Nello spettro visibile, il grafene monostrato assorbe circa il 2 % della luce incidentale e trasmette il restante 98 %.
Prototipi di progetto
I ricercatori hanno utilizzato il metodo della deposizione chimica da vapore (CVD) per produrre grafene di alta qualità su larga scala e un sistema «roll-to-roll» per depositare automaticamente le membrane di grafene risultanti sulle opere d’arte. Membrane trasparenti sono state depositate su diversi dipinti: dopo l’esposizione a un invecchiamento accelerato, hanno offerto una buona protezione contro lo sbiadimento e lo scolorimento. L’incorporazione di polveri di grafene negli inchiostri e nelle vernici ha fornito un’ulteriore resistenza alla decomposizione. Si tratta di un risultato importante se si considera che la conservazione di inchiostri e coloranti contemporanei e moderni è ancora poco studiata nonostante vengano ampiamente utilizzati in disegni, dipinti e altre opere d’arte. Le membrane di grafene prodotte mediante CVD possono essere posizionate direttamente sulle opere d’arte, soprattutto quando è richiesta la loro trasparenza. «Il velo trasparente di grafene può essere facilmente rimosso, quindi non costituisce un intervento irreversibile sull’opera d’arte», osserva Galiotis. I «fiocchi» di grafene prodotti dispersi per colorare pitture e vernici apriranno la strada a un più ampio uso di nuovi materiali protettivi nel grande mercato delle pitture architettoniche.
Parole chiave
GRAPHENART, grafene, opera d’arte, membrane di grafene, inchiostro, sbiadimento, scolorimento, deposizione chimica da vapore (CVD)
