Projekti / Programi
Restavriranje plesnivih slik na platnu: izboljšanje ali poslabšanje?
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.14.00 |
Tehnika |
Tekstilstvo in usnjarstvo |
|
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
kulturna dediščina, tekstil, poškodbe, glive, interdisciplinarne raziskave, mikrobiologija, kemija, računalništvo
Raziskovalci (23)
Organizacije (3)
Povzetek
Umetniške slike na tekstilnih nosilcih so pogosti predmeti konservatorsko-restavratorskih posegov, prav zaradi plesnenja in posledičnih poškodb. Nekatere slike ponovno zaplesnijo kmalu po opravljenih posegih, predvsem če jih vrnejo v enako mikroklimatsko okolje. Neugodne mikroklimatske razmere se pojavljajo zlasti v cerkvah ali drugih sakralnih stavbah, kjer temperatura in zračna vlaga nista regulirani, zaradi česar pride občasno do porasta zračne vlage in posledično razrasti mikroorganizmov. Prav tovrstni primeri so nas spodbudili, da smo predlagali raziskavo ne le na še nerestavriranih, temveč tudi na že restavriranih umetniških slikah. Malo je znanega o tem, kako različni materiali iz platna in pa tudi barve, osnova in drugi materiali, kot tudi pogoji shranjevanja, vplivajo na rast gliv, ali kako lahko glive spreminjajo te materiale. V predlaganem projekt bomo in-situ identificirali oz. analizirali materiale plesnivih umetniških slik z uporabo neinvazivnivih tehnik, kot so infrardeča (FTIR), Ramanska and X-žarki fluorescentna spektroskopija (XRF), ter proučili aktivno rastoče glive z gojitvenimi in negojitvenimi tehnikami (metode metabarkodiranja na osnovi PCR okoljske DNA). Poleg tega bomo uvedli standardne laboratorijske teste najbolj kritičnih materialov, ki jih bomo soočili z izbranimi glivami pri določeni temperaturi in relativni zračni vlažnosti, ter tako preučili njihov vpliv. Že uveljavljene metodologije posameznih področij, bomo priredili in uporabili na izvirnih in umetno inokuliranih, laboratorijskih materialih. Predlagamo nov pristop, s katerim bomo poleg vseh celic gliv, ki se na umetnine lahko nalagajo tudi s prahom ali pa so že mrtve zaradi davnih okužb, proučili tudi aktivno rastoče glive. Tehnika, ki jo bomo uporabili, temelji na tretiranju celic s propidijevim monoazidom, ki se veže na izpostavljeno DNA celic in tako ovira pomnoževanje DNA neaktivnih celic v PCR reakciji. Raziskave raznolikosti aktivnih gliv bodo doprinesle k odkritju do sedaj še ne podrobno proučenih ključnih vrst okuževalk slik na platnih in tako omogočile nadaljna testiranja materialov na le-te glive, kar je izjemnega pomena za uspešno uporabo materialov v konservatorskih-restavratorskih posegih. Za kvantificiranje glivne okužbe, kar je tudi pomembno pred restavratorskimi postopki, bomo uporabili tehniko q-PCR, na osnovi pomnoževanja gena za beta-aktin gliv. Za identifikacijo barvnih plasti (analizo organskih in anorganskih sestavin barv) bomo uporabili originalne in že uveljavljene tehnike v konservatorsko-restavratorskih posegih: optično in vrstično elektronsko mikroskopijo, FTIR in Ramansko spektroskopijo. Za identifikacijo vezivnih beljakovin bomo uporabili encimsko-imunske teste (ELISA). Kombinacijo tehnik ELISA in imunofluorescenčne mikroskopije (IFM) bomo uporabili za preučevanje razgradnje in migracije beljakovin preko presekov barv. Slednji pristop predstavlja novost na področju konservatorsko-restavratorske znanosti. Uporaba električne paramagnetne resonance (EPR) omogoča študijo razgradnje pigmentov, ki jih povzročajo metaboliti gliv, kar tudi predstavlja izvirni pristop. Veliko število pridobljenih podatkov boma, kot še ni bilo do sedaj, obdelali z metodami strojnega učenja, ki bodo hierarhično opredelile glavne dejavnike, ki vplivajo na izbiro metod in materialov, potrebnih za obnovo poškodb, odvisno od mikroklimatskih pogojev in prevladujočih gliv kontaminant. V tem interdisciplinarnem projektu bodo sodelovali znanstveniki iz petih različnih področij, mikrobiologije, (bio)kemije, tekstilstva, računalništva in konservatorsko-restavratorske dejavnosti, da bi konservatorjem-restavratorjem pomagali pri ohranjanju predmetov kulturne dediščine.
Pomen za razvoj znanosti
Varovanje kulturne dediščine je prednostna tematika tekočega razpisa. Predmeti kulturne dediščine lahko propadajo na račun (mikro)klimatskih pogojev, saj so velikokrat neustrezno hranjeni ali razstavljeni. Slike na platnu (štafelajne slike) sodijo med predmete občutljive na pogoje hranjenja, saj vsebujejo velik delež kemijsko labilnih organskih materialov, ki predstavljajo vir hranil za mikroorganizme. Predvsem slike v cerkvah in drugih sakralnih stavbah z neuravnavano temperaturo in relativno zračno vlago pogosto plesnijo, tako pred, pogosto pa tudi po opravljenih konservatorsko-restavratorskih posegih, kar je predvsem povezano z nepoznavanjem osnovnih gliv kontaminant. Uspešna sanacija slik je tako kompleksna in zahteva interdisciplinarni pristop. Predlagani projekt združuje strokovnjake različnih strok s ciljem vzpostavitve metodike, ki bo vodila nadaljne restavratorske postopke. Združili bomo podatke analiz o slikah, ki so bile restavrirane tekom zadnjih dveh desetletjih in jih obdelali z metodami strojnega učenja in tako dobili vpogled o glavnih faktorjih oz. materialih, ki povzročajo plesnenje. Na manjšem vzorcu plesnivih slik pred restavriranjem bomo z različnimi tehnikami ugotavljali glavne aktivne glivne kontaminante, komponente slik in poškodbe, ki jih bomo podrobneje proučili in uporabili v nadaljnjih postopkih testiranja laboratorijskih vzorcev na plesni najbolj dovzetnih materialov. Z metodami strojnega učenja bomo računalniško obdelali veliko število pridobljenih podatkov in s tem pridobili napovedne modele za izbiro ustreznih metod in materialov za saniranje poškodb. Znotraj raziskave bomo razvili natančnejše smernice za obravnavo plesnivih slik, od zaznavanja aktivnih plesni in obsežnosti okužb, kot tudi za identifikacijo produktov razgradnje materialov. Potrditev razgradnih produktov in vplivov izbranih glivnih vrst na slike na platnu bo pomagala konservatorjem-restavratorjem pri razumevanju okuženih predmetov in predvidevanju, katere materiale lahko uporabijo v konservatorsko-restavratorskih procesih, da bi zmanjšali morebitne nadaljnje okužbe z glivami.
Pomen za razvoj Slovenije
Protection of cultural heritage is a priority topic of the current research project call. Cultural heritage items can deteriorate considerably due to inadequate (micro)climatic conditions of storage and display. Paintings on canvas (easel paintings) are objects particularly sensitive to environmental influences, due to a large proportion of chemically less stable organic materials, prone to microbial degradation. In particular, paintings in churches and other sacral buildings with unregulated temperature and relative air humidity are often mouldy, before, but often also after conservation-restoration interventions, which is mainly related to the lack of knowledge about the basic fungal contaminants. Successful restoration is therefore complex and requires interdisciplinary approaches. The proposed project combines experts in different disciplines with the goal of establishing methodology in the individual contributing fields. We will merge existing data from analyses of paintings that have been restored over the past two decades and will subject them to machine learning computer approaches to gain insight into the main factors and materials that cause moulding. On a smaller number of mouldy paintings prior restoration, we will use various techniques to identify the main active fungal contaminants, which will be studied and used in further testing procedures on laboratory samples on the most susceptible materials for fungi. The intersections by extracting knowledge from a large amount of data by machine learning methods will result in the elucidation of the key parameters of contamination and lead to the construction of predictive models (to be used for recommending appropriate restoration materials and procedures). During the research, we will develop more specific workflows for the detection of active moulds and the extent of infections, as well as for identification of deterioration products in artwork materials. Determination of degradation products and influences of selected fungal species on canvas easel paintings will help conservators-restorers to understand contaminated objects and to predict, which materials can be used for conservation-restoration processes to reduce possible new contamination by fungi.
