تاثیرات بیولوژیک و خصوصا ارگانیسم های مخرب، از مهم ترین دلایل آسیب در آثار تاریخی و فرهنگی ساخته شده از چوب به شمار می روند. در میان آنها قارچ های مولد پوسیدگی و موریانه ها از اهمیت زیادی برخوردارند. تیمار چوب با مواد مختلف همواره یکی از راه های جلوگیری تخریب چوب توسط آنها بوده است. با توجه به جایگاه ویژه فناوری نانو و خصوصیات ویژه نانوذرات نقره در مقابله با ارگانیسم های مخرب چوب، این ترکیب جهت کاربرد در حفاظت و مرمت اشیا چوبی، از جهات مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی ها بر روی نمونه های تاریخی پهن برگ از گونه چنار (platanus orientalis) متعلق به دوره قاجار و نمونه های سوزنی برگ از گونه کاج سیاه (pinus nigra) انجام شد. همچنین از نمونه های مربوط به دوران صفوی و پیش از تاریخ جهت بررسی تغییرات نانوسیلور در طول زمان استفاده گردید. ارزیابی مقاطع عرضی چوب تیمار شده با استفاده از آنالیز sem/edx نشان داد که ترکیب مذکور از نفوذ مناسبی در نمونه ها برخوردار است و در عین حال از نظر اثرات ظاهری مشکل چندانی ایجاد نمی کند. همچنین علاوه بر بهبود خصوصیات تعادل رطوبتی چوب، در آنالیز ftir تغییرات ساختاری در اثر تیمار مشاهده نگردید و پس از اعمال شرایط تشدید شده تاثیر اشعه uv، دما و رطوبت تفاوت ساختاری در نمونه های تیمار شده نسبت به نمونه های شاهد تشخیص داده نشد. بررسی میزان تاثیر نانوسیلور بر فعالیت قارچ های رنگین کمان(trametes versicolor) و پوسیدگی سرداب(coniophora puteana) با استفاده از روش کوله شال، سختی سنجی و آزمایش sem/edx در نمونه های شاهد و تیمار شده در غلظت های 5/2، 2/3 و 4 درصد نانوسیلور، نشانگر تاثیر مناسب ترکیب در غلظت 4% برای جلوگیری از تاثیر قارچ ها بر چوب بود. بعلاوه سختی سنجی نمونه ها گویای بهبود مقاومت سطح چوب تیمار شده در برابر فرسودگی فیزیکی است. از آزمون های میدانی نیز برای ارزیابی میزان تخریب موریانه ها در نمونه های شاهد و تیمار شده با غلظت های 3، 5، و 8 درصد استفاده شد. در بررسی شش ماهه و دوره های بازبینی 2 ماهه مشخص گردید که تیمار با غلظت 5% از کارایی مناسبی در برابر تخریب موریانه ها بر چوب برخوردار است. تاثیرات خورنده نانوسیلور بر فلز هراه چوب (آهن) در شرایط تشدید شده محیطی و اندازه گیری های پتانسیواستاتیک دیسپرسیون مذکور، بررسی و مشخص شد که نانوسیلور تاثیر خورنده کمی بر آهن دارد و خوردگی به وجود آمده بیشتر ناشی از آب حامل دیسپرسیون تلقی گردید. به همین دلیل پوشش فلزات همراه چوب پیش از تیمار آن الزامی تشخیص داده شد. با توجه به موارد ذکر شده و صرفه اقتصادی، نانوسیلور (نانوسید) می توان بیان داشت که ترکیب مورد بررسی کارایی مناسبی جهت استفاده در آثار تاریخی ساخته شده از چوب برای مقابله با آسیب های بیولوژیک و عوامل محیطی از خود نشان می دهد و قابلیت کاربرد در مقیاس وسیعی را دارد.

سرعت بالای تخریب آثار چرمی، اقدامات سریع حفاظتی و درمانی بر روی این اشیا را می طلبد؛ که لزوم آن، شناخت کامل ماهیت و ساختار اثر است. از این رو، با توجه به ندرت و آسیب پذیری زیاد این آثار، مطالعه و حفاظت از آن ها اهمیت زیادی دارد. مطالعه ساختاری در جهت فن شناسی و آسیب شناسی، پیش زمینه ی هر نوع اقدام حفاظتی است. یکی از مباحث مهم در زمینه حفاظت آثار چرمی تاریخی، نرم سازی این آثار است و پلی اتیلن گلیکول و روغن سیلیکون از جمله ترکیبات پرکاربرد در این زمینه (چه در چرم های خشک و چه اشباع از آب) هستند. از این رو، پژوهش پیش رو، دو هدف کلی شامل ارزیابی ساختاری (فن شناسی و آسیب شناسی) و بررسی روش های نرم سازی (پلی اتیلن گلیکول و روغن سیلیکون) آثار چرمی را در یک نمونه ی موردی دنبال می کند. همچنین با توجه به احتمال اکسیداسیون پلی اتیلن گلیکول، تأثیر اسید آسکوربیک نیز، در بهبود ویژگی های پلی اتیلن گلیکول ارزیابی شد. در این راستا، یک مشک چرمی منسوب به دوره سلجوقی که متشکل از چند شکل چرم و مکشوفه از محوطه ی تاریخی قلعه کوه قاین بود، مورد مطالعه قرار گرفت. این اثر از لحاظ قدمت و تکنیک ساخت، اثری شاخص به شمار می رفت، و لزوم بررسی و حفاظت آن امری آشکار بود. در این راستا، پس از بررسی میدانی و منابع مرتبط با موضوع، از مطالعات آزمایشگاهی شامل روش های شیمی کلاسیک و آنالیزهای دستگاهی در ارزیابی ساختاری چرم های تشکیل دهنده ی مشک و بررسی روش های نرم سازی ذکر شده بر روی نمونه هایی با فرایند تولید نسبتاً مشابه با اثر مورد مطالعه در طی درمان و پیرسازی تسریعی، استفاده شد. بر اساس نتایج حاصل، چرم های تشکیل دهنده ی مشک، حاصل از پوست بز با موزدایی به دو روش تعریقی و آهک دهی و دباغی گیاهی بودند. این چرم ها پس از دباغی احتمالاً با استفاده از مواد گیاهی در کنار استفاده از ترکیبات آهن رنگرزی و سپس با چربی حیوانی (پیه گاو و یا گوسفند) روغن دهی شده اند. خروج بخشی از این چربی آزاد در کنار کاهش رطوبت چرم و تأثیر ترکیبات معدنی خاک را می توان از عوامل دخیل در کاهش انعطاف چرم دانست. البته تغییرات چربی آزاد چرم و اکسیداسیون آن نیز در تشدید این خشکی، دخیل بوده است. از طرفی وجود رسوبات معدنی، در تشدید آسیب های ساختاری چرم نیز، دخیل بوده است. همچنین فروشست اسیدهای چرب آزاد اشباع از ساختار چرم، به شکل رسوبات و شوره های سفید، بر سطح چرم ها دیده می شود. فعالیت عوامل بیولوژیک و خصوصاً ماکروارگانیسم ها، از مهم ترین عوامل از بین رفتن چرم به شکل کمبود هستند. علاوه بر این فعالیت میکروارگانیسم ها نیز به صورت جزئی در نمونه های بررسی شده قابل مشاهده است، که گسترش فعالیت، منجر به تشدید آسیب های ساختاری چرم خواهد شد. نتیجه ی آسیب های وارده به اثر، تخریب شدید ساختاری، در کنار افت دمای دناتوره شدن، ذوب و اکسیداسیون حرارتی چرم است. ارزیابی پایداری ترمواکسیدان نرم کننده ها و بررسی چرم های مشابه با ویژگی های نمونه مطالعاتی با استفاده از رنگ سنجی، ارزیابی دمای انقباض، ph، مقاومت کششی، atr-ftir و dsc، در طی درمان و پیرسازی تسریعی نشان داد که روغن سیلیکون عملکرد بسیار مناسب تری در درمان چرم نسبت به پلی اتیلن گلیکول چه به صورت خالص و چه همراه با اسید آسکوربیک، دارد. ارزیابی روغن سیلیکون در درمان یک نمونه تاریخی مشابه با مشک مورد بررسی نیز، عملکرد درمانی قابل قبولی را ارائه داد.

بخش قابل توجهی از تاریخ و فرهنگ بشر به صورت اسناد و آثار هنری کاغذی ثبت شده¬است. این مسأله لزوم حفاظت از این آثار را ایجاب می¬کند. تخریب بیولوژیک، ناشی از فعالیت قارچ¬ها یکی از مهم¬ترین عوامل تخریب مواد آلی به ویژه آثار کاغذی به شمار می¬رود. به منظور پیشگیری یا متوقف کردن تخریب بیولوژیکی ایجاد شده توسط قارچ¬ها در حفاظت آثار کاغذی، طیف وسیعی از روش¬های مبارزه با قارچ به کارگرفته شده¬است. این روش¬ها کنترل شرایط محیط، استفاده از مواد شیمیایی و روش¬های فیزیکی را شامل می¬شوند. مواد شیمیایی به کار رفته در حفاظت و مرمت، در بیشتر موارد از بین قارچ‏کش¬های رایج در کشاورزی،پزشکی و داروسازی انتخاب شده¬اند. بیشتر مواد به کار رفته یا کارآیی مطلوبی در حذف عامل قارچی نشان نداده و یا تاثیرات تخریبی زیادی در ساختار کاغذ ایجاد می¬کنند. بنومیل، قارچ‏کشی با فعالیت انتخابی، از گروه بنزیمیدازول¬هاست که بیشتر در کشاورزی مورد استفاده قرارگرفته¬است. در این پژوهش تاثیر ضدقارچی بنومیل بر مهار رشد چهار جدایه قارچی آسپرژیلوس نایجر، آسپرژیلوس ترئوس، پنیسیلیوم و کلادوسپوریوم، جداسازی شده از کاغذهای موجود در سه مجموعه خصوصی در شهر اصفهان مورد بررسی قرارگرفت و حداقل غلظت بازدارندگی بنومیل برای هریک تعیین شد. به منظور ارزیابی تأثیرات تخریبی بنومیل بر ویژگی¬های بصری و ساختاری کاغذ، ابتدا نمونه¬های کاغذ فیلتر پیرسازی شده و در دو گروه آلوده به قارچ و آلوده نشده آماده شدند. برای آلوده کردن کاغذها از قارچی که بیشترین مقاومت نسبت به بنومیل را داشت (آسپرژیلوس نایجر) استفاده شد. نمونه¬های هر دو گروه در سه دسته شاهد، کنترل و تیمار آماده شدند. برای تیمار نمونه¬ها از حداقل غلظت بازدارندگی مربوط به مقاوم¬ترین قارچ استفاده شد. در مرحله بعدی، جهت ارزیابی تاثیرات بلند مدت بنومیل بر ویژگی¬های بصری و ساختاری کاغذ، نمونه¬های تیمار شده، شاهد و کنترل تحت پیرسازی تسریعی قرار گرفت. پس از پیرسازی تغییرات رنگ، غلظت یون هیدروژن، مقاومت کششی و طیف مادون قرمز تبدیل فوریه در نمونه¬های تیمار شده، کنترل و شاهد بررسی و نتایج مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. یافته¬ها نشان می¬دهد که تیمار بنومیل در مقایسه با نمونه¬های شاهد در رنگ و ویژگی¬های طیفی کاغذ تغییر محسوسی ایجاد نکرده¬است. در مقدار ph کاغذهای تیمار شده تفاوت محسوسی با نمونه¬های شاهد و کنترل مشاهده نشد. میزان مقاومت کششی در کاغذهای آلوده به قارچ برای نمونه¬های تیمار شده با بنومیل نسبت به شاهد و کنترل بیشتر بوده و برای کاغذهای آلوده نشده در یک سطح دیده می‏شود. نتایج طیف سنجی مادن قرمز نیز نشان ¬می¬دهد که پس از پیرسازی تفاوت قابل ملاحظه¬ای در نوارهای جذبی اصلی سلولز بین نمونه¬های شاهد، کنترل و تیمار دیده نمی¬شود. می¬توان گفت که غلظت ppm100 بنومیل در اتانول، در بازه زمانی مورد بررسی در کاغذ مورد مطالعه آسیب بصری و ساختاری ایجاد نکرده¬است. بنومیل پس از بررسی¬های بیشتر در صورت عدم تاثیر نامطلوب بر سایر مواد موجود در آثار کاغذی می¬تواند به عنوان گزینه مناسب در مبارزه با آلودگی قارچی در آثار کاغذی در نظر گرفته¬شود.

پلیمر¬های سنتزی به طور گسترده به صورت چسب¬ها، استحکام¬بخش¬ها و پوشش¬های حفاظتی در مرمت آثار تاریخی مورداستفاده قرار می¬گیرند. این مواد در برابر عوامل بیولوژیک مقاومت کمی دارند. آثار هنری استحکام¬بخشی شده با این مواد همچنان موردحمله قارچ¬ و کپک قرارگرفته و تخریب می¬شوند. عوامل محیطی و نور ماوراءبنفش نیز به تخریب این مواد سرعت می¬بخشند؛ بنابراین نیاز به روشی جهت جلوگیری از هجوم میکروارگانیسم¬ها، همچنین افزایش مقاومت آن ها در برابر عوامل محیطی امری ضروری است. در این پژوهش از نانو ذرات دی¬اکسید تیتانیوم جهت ایجاد خواص ضد قارچی در استحکام¬بخش پلی¬وینیل بوتیرال (pvb) استفاده شد. نمونه¬ها از چوب¬ تبریزی با توجه به دستورالعمل bravery آماده شدند و با نانوکامپوزیت دی¬اکسید تیتانیوم در پلی¬وینیل¬ بوتیرال 5% تحت شرایط خلأ تیمار شدند. در بررسی¬های اولیه پس از تیمار، تغییر چندانی در ظاهر چوب ایجاد نشد و در آنالیز atir-ftir نیز تغییر ساختاری در چوب تیمار شده مشاهده نگردید. نمونه¬های مربوط به ارزیابی میزان فعالیت ضد قارچی ماده تیمار به صورت جداگانه در شرایط تاریک و زیر نور لامپ (جهت ایجاد فعالیت فتوکاتالیستی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم)، به مدت 7 هفته تحت تأثیر قارچ رنگین کمان به عنوان مولد پوسیدگی سفید چوب قرار داده شدند. نتایج نشان داد که نمونه¬ چوب¬های تیمار شده با میزان مصرفی 1% از نانوذرات tio2 (4/0 گرم) در pvb 5%، در شرایط تاریکی اثر ضد قارچی نداشت؛ اما مقدار 2% از آن (8/0 گرم) در شرایط تاریکی، توانست از تخریب چوب در برابر پوسیدگی سفید محافظت کند. نمونه¬های کشت شده در شرایط نور¬، در هر دو میزان مصرفی 4/0 و 8/0 گرم از tio2 توانست در نمونه¬های تیمار شده با نانوکامپوزیت خاصیت ضد قارچی ایجاد کند و از چوب در برابر قارچ مولد پوسیدگی سفید محافظت نماید. در تصاویر sem از مقاطع عرضی چوب بدون تیمار و تیمار با pvb 5% بعد از 7 هفته قرارگیری معرض قارچ تخریب در دیواره سلولی چوب مشاهده می¬شود. این در حالی است که در تصاویر نمونه¬ی تیمار شده با نانوکامپوزیت، تخریبی در دیواره سلولی دیده نمی¬شود و ماده تیمار توانسته مقاومت خوبی در برابر قارچ ایجاد نماید. جهت بررسی تأثیر ماده تیمار پس از گذشت زمان، پیرسازی تشدید شده دما و رطوبت و نور uv انجام شد. با مقایسه نمونه¬های شاهد، ماده تیمار تغییر ساختاری در نمونه¬ها ایجاد نکرد. همچنین آنالیز atir-ftir در نمونه¬های بدون تیمار و تیمار شده با نانوکامپوزیت پس از پیرسازی تشدید شده، نشان¬دهنده محافظت نمونه¬های تیمار شده در برابر نور ماوراءبنفش و شرایط محیطی بودند. ارزیابی تغییرات بصری چوب¬های تیمار¬شده پس از پیرسازی دما و رطوبت و همچنین پرتودهی نور uv با استفاده از دستگاه رنگ¬سنجی انجام گرفت. با مقایسه تغییرات کلی رنگ (?e) نمونه¬ها پس از پیرسازی دما و رطوبت، نمونه¬های تیمار شده با نانوکامپوزیت 2% کمترین میزان تغییر را داشت. نتایج حاصل از رنگ سنجی نمونه ها پس از پرتودهی نور uv حاکی از آن است که ماده تیمار از تغییرات کلی رنگ در چوب جلوگیری نموده است و اما افزایش بیش از حد نانوذرات در کامپوزیت، ایجاد زردی می¬کند. ارزیابی درصد کاهش ph در نمونه ها نشان¬دهنده بیشترین پایداری در تغییرات ph در نمونه¬های تیمار با نانوکامپوزیت 2 درصد بود.

چوب ماده¬ای طبیعی و آلی است که به دلیل سهولت دسترسی به آن، از دیرباز توسط بشر مورد استفاده قرار گرفته و به همین دلیل طیف گسترده¬ای از آثار تاریخی و فرهنگی از این ماده ساخته شده¬اند. بسیاری از آثار چوبی در فضای باز قرار دارند و هوازدگی از مهم¬ترین عوامل تخریب آنها به شمار می¬رود. تخریب فتوشیمیایی چوب در فرایند هوازدگی نقشی اساسی ایفا می¬کند. در این راستا، با توجه به اجزای مادی تشکیل دهنده و اصول مورد توجه در حفاظت آثار تاریخی، حفاظت آثار چوبی در فضای باز، جهت ارائه راهکار مناسب حفاظتی، مورد مطالعه قرار گرفت. این پژوهش با استفاده از مطالعه کتابخانه¬ای، بررسی¬های میدانی و مطالعات آزمایشگاهی به همراه تجزیه و تحلیل کمی در چهار فاز صورت گرفت. پس از مطالعات مقدماتی، ویژگی¬های نمونه¬های تاریخی و تخریب ناشی از هوازدگی در آنها در نمونه¬های مربوط به آسیاب ناژوان، خانه وفادار، خانه سوکیاس و مسجد جامع عتیق در اصفهان، کاخ شهرستانک و قلعه دزدبند در کرج، مسجد سفید در مراغه و مساجد اسماعیل آباد و مهرآباد در بناب در فاز اول مورد بررسی قرار گرفتند. در فاز دوم، تیمارهای قابل اجرا در چوب ارزیابی شدند و در فاز سوم نتایج حاصل از آنها در نمونه¬های تاریخی آزمایش گردیدند تا تحلیل نتایج و ارائه راهکار مناسب حفاظتی در برابر هوازدگی در فاز چهارم میسر شود. گونه چوب به کار رفته در نمونه¬های تاریخی صنوبر شناسایی شد. تاثیر هوازدگی در آنها به صورت تخریب لیگنین و سپس سلولز مشخص گردید. نمونه¬سازی¬ها با استفاده از چوب کبوده (populus alba l.) انجام گرفت. تاثیرات تیمارهای آغشتگی کروم¬تری¬اکسید (5% در آب)، روغن بزرک (خالص)، بوراکس (5% در آب)، دی متیل سیلیکون (خالص)، نانوذرات دی¬اکسید تیتانیوم آناتاز، روتایل و مخلوط (جداگانه به صورت 1% در ایزوپروپانول)، نانوذرات اکسید روی (1% در ایزوپروپانول)، دی¬اتانول¬آمین (10% در اتانول)، بنزوتری¬آزول (2% در آب)، بیس [2- هیدروکسی 5- ترت اکتیل 3- (بنزوتری¬آزول) فنیل] متان به عنوان جاذب فرابنفش (2% در تولوئن)، بیس (1، 2، 2، 6، 6- پنتامتیل 4- پیپریدینیل) سباکات به عنوان آمین ممانعت شده (2% در تولوئن)، تتراکیس [متیلن 3- (3 ، 5- دی ترت بوتیل- 4- هیدروکسی فنیل) پروپیونات] متان به عنوان آنتی اکسیدان¬ فنولیک (1% در تولوئن) و تریس (2، 4- دی ترت بوتیل فنیل) فسفیت به عنوان آنتی اکسیدان فسفیتی (1% در تولوئن) در چوب، و کارایی آنها در برابر هوازدگی ارزیابی گردید. بررسی¬ها از طریق سنجش جذب ناخالص و خالص تیمار، رطوبت تعادل چوب (2895 isiri)، چگالی (3042 isiri)، جذب آب (809 isiri)، مواد استخراجی (tappi t207-om88 و tappi t204-om88)، آبشویی (bs en 84:1997)، واکشیدگی (2896 isiri)، همکشیدگی (2898 isiri)، ph متری (روش sithole)، هوازدگی مصنوعی (astm 2565-99) و کاهش جرم ناشی از آن، رنگ¬سنجی، طیف-سنجی مادون قرمز و ارزیابی با میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام گرفت. نتایج فاز دوم گویای قابلیت کاربرد تیمارهای نانوذرات دی¬اکسید¬تیتانیوم آناتاز، آمین ممانعت شده، دی¬اتانول¬آمین و آنتی¬اکسیدان¬ها در برابر هوازدگی بود. ارزیابی در نمونه¬های تاریخی نیز نشان داد که تیمار آنتی¬اکسیدان فسفیتی از تخریب ناشی از هوازدگی جلوگیری می¬کند. می¬توان از تیمارهای آمین ممانعت شده و دی¬اتانول¬آمین نیز جهت حفاظت چوب در برابر هوازدگی استفاده نمود.