Projekti / Programi
Mikrobiološke in strukturne preiskave biološko poškodovanega tekstila iz slovenskih muzejev
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 7.00.00 |
Interdisciplinarne raziskave |
|
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
biodegradacija, glive, tekstil, muzej, encimi, sanacijske metode
Raziskovalci (17)
Organizacije (4)
Povzetek
Številni objekti kulturne dediščine so izpostavljeni mikrobni razgradnji, in skorajda ni materiala, ki bi bil inerten pred mikrobiološko aktivnostjo. Za ohranjanje zgodovinskih predmetov, tudi tekstila, ki je izdelan iz organskih materialov, najbolj dovzetnih za biorazgradnjo, predstavljajo glive največji rizični dejavnik izmed mikroorganizmov.
Predstavljena študija obravnava biološko razgrajen oz. načet zgodovinski in arheološki tekstil in združuje interdisciplinarno skupino strokovnjakov. Med njimi so kustosi muzejev, restavratorji tekstila, mikrobiologi/mikologi, raziskovalci tekstila, biologi in kemiki, ki so vsak na svojem področju zmožni prepoznati in reševati probleme, ki so nastali zaradi poškodb vrednih objektov kulturne dediščine s privzemanjem zadnjih napredkov iz posameznih področij. Za proučevanje problemov, diagnosticiranje in razvoj primernih pristopov omejitve oz. ustavitve dolgotrajnih reakcij z namenom ohranitve zgodovinskega tekstila za naslednje generacije, se uporabljajo metode proučevanja na nano, mikro in makro nivoju. Z namenom doseganja novih standardov dokumentacije tovrstnih problemov bomo uporabili moderne mikrobiološke, strukturne in kemijske metode. Poseben poudarek bo na uporabi modernih, nedestruktivnih analitičnih metod. Kot glavnega vektorja prenosa glivnih propagul bomo prvič v zgodovini vzorčili zrak v slovenskih muzejih. Glive bomo detektirali na tekstilnih objektih z uporabo klasičnih kultivabilnih metod in tudi na osnovi analize celokupne glivne DNA v vzorcih. Z optično mikroskopijo, vrstično elektronsko mikroskopijo, infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo, ramansko spektroskopijo in s proučevanjem mehanskih lastnosti, na primer nateznih, bomo pridobili informacije o strukturnih spremembah na račun glivnih razkrojnih procesov. Na nivoju čistih kultur bomo določili aktivnost specifičnih encimov najbolj agresivnih gliv, ki jih bomo izbrali z analizo laboratorijskih vzorcev (umetno staran, z glivo inokuliran tekstil). Uporabili bomo tako sodobne kot tudi uveljavljene sanacijske metode za odstranitev gliv iz tekstila, ki jih bomo primerjali na poskusih izvedenih na omenjenih laboratorijskih vzorcih. Če se ne bo moč izogniti jemanju vzorca iz zgodovinskega predmeta, bomo predhodno optimizirali metode in na ta način omejili škodo, ki bi jo siceršnje analize povzročile na zgodovinskih predmetih. Aplicirali bomo nov biološki pristop razbarvanja glivnih pigmentov melaninov, ki so kot posledica kolonizacije tekstila z glivami opazni tudi po uspešnih sanacijskih metodah. To bo potekalo z aplikacijo encimov bele trohnobe gliv, ki razgrajujejo melaninom po sestavi podobne lignocelulozne substrate. Morebitne učinke procesov razbarvanja bomo proučili s sodobnimi strukturnimi metodami.
Končni rezultati tega projekta bodo: (i) sanacija izbranega muzejskega kosa tekstila z najprimernejšo metodo določeno v raziskavi, (ii) priporočila za dolgotrajno ohranitev in hrambo tekstilnih predmetov v muzejih, ter (iii) novi možni parametri spremljanja in zgodnjega odkrivanja tako prisotnosti gliv, ki predstavljajo visoko nevarnost tekstilu, kot tudi biorazgradnje muzejskega tekstila na račun gliv.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru predlaganega projekta smo analizirali zgodovinski tekstil shranjen v slovenskih muzejih. Tekstil je organskega izvora in je zaradi svoje sestave biorazgradljiv, zato je njegovo ohranjanje izrednega pomena. Raziskava je bila izrazito interdisciplinarna in je doprinesla k razvoju različnih znanstvenih področij in poklicev. Glavni doprinos je k pogosto raziskovalno zanemarjenemu področju konservatorstva. Glavni namen naše raziskave je bil poiskati metode za preprečitev razvoja gliv v muzejih in najti najustreznejše metode za odpravljanje sprememb na okuženih predmetih, kar je izrednega pomena za predmete. Ena od nalog predlaganega projekta je bila izbor metode ali kombinacije metod, ki bi v tekstilu povzročile kar najmanj sprememb, še vedno pa bi bile učinkovite pri odstranjevanju živih struktur. Ugotovili smo, da ni univerzalnega postopka, temveč da je reševanje predmetov odvisno od materialov, pa tudi od same okužbe. V primeru kontaminant, občutljivih na odsotnost kisika, je najustreznejša anoksi metoda, ki je že uveljavljena ter dostopna v skorajda vseh muzejih. V primeru neobčutljivih kontaminant na kisik (3 od 5-ih v tej raziskavi) in obsežnejših okužb pa se je potrebno poslužiti invazivnejših metod, kot je gama sevanje, za kar pa smo dokazali, da lahko povzroča poškodbe tekstila. Uspeh pa ni dolgoročen, če v muzejih ni poskrbljeno za ustrezne stalne okoljske parametre, predvsem zračno vlago, ki ne smo presegati 60 %. Raziskava je pomembno razširila znanje o muzejski mikoflori in glivah, za kar smo ugotovili, da lahko dolgoročno ogrozijo predmete ter takih, ki povzročijo le vizualne spremembe. Nabor vrst okuževalk tekstila je velik in ima rezervoar v zraku in prahu. V raziskavi smo izluščili pomembno skupino okužb na račun kserofilnih gliv, ki jih zaradi nuje uporabe specifičnih gojišč nemalokrat prezremo. Negojitvene metode, ki smo jih spridoma uporabili (metagenomika na osnovi izbranega taksonomskega markerja, DGGE analiza pomnožkov celotne DNA) na neinvazivno odvzetih vzorcih, premostijo tovrstne probleme, vendar pa njihova cena, predvsem prve omenjene, v današnjem času še ne omogoča rutinske uporabe. Prvič smo uvedli metodiko FTIR analiz za ugotavljanje poškodb tekstila na račun gliv. Izvedene analize na laboratorijskih tekstilnih vzorcih, modernih in umetno staranih tekstilov, so omogočile interpretacijo stanja zgodovinskega tekstila, kar je pomemben dosežek, saj je metoda izvedljiva na izjemno majhnem odvzetem vzorcu. Projekt v opisanih razsežnostih je eden prvih v svetovnem merilu. Čeprav so bile na papirnatih predmetih izvedene številne podobne raziskave, v literaturi ne najdemo podatkov o tako obsežni študiji na zgodovinskih tekstilijah, kot je bila predlagana v tem projektu. Ta študija je zajela odkrivanje okužbe z glivami in spremembe struktur zaradi njihovega vpliva ter sanacijske metode za dezinfekcijo gliv na tekstilnih muzejskih predmetih. Analize na muzejskih predmetih so relativno redke zaradi občutljivosti in razgradljivosti materiala, ki je zato le slabo zastopan v muzejih. V projektu smo delovali v smislu premoščanja vrzeli v znanju, kar bo omogočilo optimizacijo ravnanja z muzejskim tekstilom. Izvirni izsledki predlaganih raziskav prispevajo k razvoju znanosti oziroma nekaterih strok (mikologija, tekstilstvo, restavratorstvo, konservatorstvo, varstvo kulturne dediščine), nekatera nova spoznanja pa smo že objavili v mednarodni znanstveni literaturi. Raziskave smo predstavili na domačih in mednarodnih znanstvenih konferencah in slovenskih strokovnih srečanjih in tako prispevali k razpravi in izmenjavi mnenj v znanstveni skupnosti, kar je prvi pogoj za uspešen razvoj znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt je ustrezal tematskim usmeritvam Ministrstva za visoko šolstvo, znanost in tehnologijo za dodelitev proračunskih sredstev (Resolucija o Nacionalnem raziskovalnem in razvojnem programu za obdobje 2006 – 2010 (ReNRRP)) " tehnologije za trajnostno gospodarstvo" in " razvoju razumevanja humanosti, nacionalne identitete in razpoznavnosti, k spoznavanju sodobne slovenske zgodovine ter ohranjanju bogastva naravne in kulturne dediščine, vključno z raziskovanjem slovenskega jezika". Predmet raziskave je ustrezal strategiji razvoja na nacionalni in mednarodni ravni. Rezultati projekta so okrepili slovenske povezave restavratorske stroke z naravoslovnimi znanostmi, kot tudi sodelovanje naravoslovnih strok s tujimi institucijami (Institut Ruđer Bošković, Zagreb, Hrvaška; Danska tehniška univerza, Lyngby, Danska; BOKU, Avstrija), kar je ojačalo bilateralne vezi ter omogočilo dostop do tujega znanja. Implementacija projekta je pomembno doprinesla k razumevanju pomembnosti interdisciplinarnega pristopa, povezanim z varstvom kulturne dediščine. Delo z zgodovinskimi predmeti poda pričanja o človeški družbi v preteklosti, ki so pomembna za dvig zavesti ljudi. Skupino raziskovalcev so v projektu predstavljali tako izkušeni kot tudi mladi raziskovalci iz štirih različnih ustanov. Razvoj in širjenje monitoringa in analitskih metod s stališča varovanja in ohranjanja kulturne dediščine je omogočilo povezave s svetovno znanstveno srenjo na vseh raziskovalnih področjih vključenih v projekt. Doseženo znanje je bilo delno tudi predmet implementacije v izobraževalne programe, predvsem v 2. Stopnjo Bolonjskega študija na Akademiji za likovno umetnost in oblikovanje, smer Restavratorstvo-konservatorstvo. Pri projektu sta sodelovali dve akademski inštituciji (Biotehniška fakulteta in Naravoslovnotehniška fakulteta). Neposredne izsledke projektnih raziskav smo lahko sproti vključevati v pedagoške procese na področju tekstilnih znanosti in mikrobiologije. Prenos v izobraževanje smo dosegli z vključitvijo snovi v predavanja in vaje, prav tako potekajo še nedokončana magistrska dela (študij Mikrobiologije). Na obeh fakultetah je potekla bolonjska prenova študijskih programov tudi v smislu hitrejšega pretoka informacij iz raziskovalne sfere v pedagoško. Raziskovalci, ki smo vključeni v projekt in smo hkrati tudi visokošolski pedagogi, smo imeli priložnost neposrednega vpliva na oblikovanje novih bolonjskih programov z izsledki projektnih raziskav. Čeprav sta restavratorska in mikrobiološka stroka v večini evropskih držav dobro povezani, smo znanstveniki naravoslovnih strok v Sloveniji šele v zadnjih nekaj letih udeleženi v restavratorsko-konservatorske posege/raziskave, kar je zasluga tega iztečenega projekta. Občasno smo priča velikim problemom - mikrobiološkim kontaminacijam muzejskih eksponatov, ki so večinoma rezultat neustreznih razmer v depojih muzejev in neopremljenosti in pomanjkanju regulacije okoljskih parametrov. Zaradi zdravja ljudi (restavratorjev, obiskovalcev muzejev) kot tudi v namen uspešnih sanacijskih postopkov lahko sodelovanje mikrobiologov bistveno izboljša prepoznavanje, razumevanje in reševanje tovrstnih problemov. Iztečeni projekt je pripomogel k vzpostavitvi sodelovanj in povezav med različnimi inštitucijami in je obravnaval aktualne, pa tudi nove naravoslovno raziskovalne tehnike za prepoznavanje kontaminacije in določanje stopnje razgradnje materialov. Raziskovalci smo se vključevali tudi v poljudne razprave o tematiki, ki smo jih v obliki radijskih in televizijskih dogodkov približali javnosti. Tematika je bila podana tudi neposrednim uporabnikom (navedeno kot družbeno-ekonomski dosežki 4 in 5), kot so konservatorji-restavratorji, kar je velikega pomena za vzpostavitev povezav te stroke z naravoslovnimi znanostmi.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
