Col passare del tempo si amplia la tipologie di oggetti che entrano a far parte del patrimonio culturale mondiale. Non solo gli edifici ma anche numerosi oggetti appartenenti alla vita quotidiana di più di cinquant'anni fa acquisiscono oggi interesse storico artistico e di conseguenza il diritto alla tutela e conservazione preventiva, in particolar modo se già appartenenti a collezioni museali. Tali oggetti sono spesso realizzati con materiali sintetici facili al degrado e paradossalmente richiedono un urgente intervento conservativo rispetto a manufatti più antichi. Un recente progetto di ricerca è stato svolto su alcuni caschi, occhiali e finestrini di vecchi aerei, grazie al lavoro compiuto dall'istituto statunitense National Center for Preservation Technology and Training (NCPTT) dal titolo "Caratterizzazione molecolare e studio tecnico dei finestrini di aerei storici e strumenti da indossare, utilizzando la spettroscopia Raman portatile". L'idea di base è stata quella di valutare la spettroscopia Raman portatile come potenziale strumento di indagine per la caratterizzazione rapida di materie plastiche in collezioni museali. Questa ipotesi è stata esplorata attraverso l'applicazione a materiali utilizzati nelle finestre dell'aviazione della prima guerra mondiale. Il Smithsonian National Air and Space Museum (NASM) e il Museum Conservation Institute (MCI) hanno collaborato insieme in questo progetto.
Inizialmente si pensava di testare la spettroscopia portatile Raman su una collezione storica di finestrini di aeromobili. Purtroppo la concessione allo studio è coincisa con il trasferimento della collezione del NASM al suo nuovo Centro Steven F. Udvar Hazy, e molti aerei di interesse non erano accessibili. La collezione dello NASM ha permesso però di avere da più di ottanta occhiali e di caschi da aviatore da studiare nel frattempo. Si è supposto che le lenti soddisfassero i requisiti di trasparenza e colore. Il copricapo è stato esaminato per verificarne la costruzione e le condizioni, e le lenti e gli altri elementi in plastica sono stati analizzati mediante spettroscopia Raman e fluorescenza a raggi X per identificare i materiali costitutivi.
Gli obiettivi della ricerca sono state soddisfatti. La spettroscopia Raman portatile si è dimostrata una tecnologia utile per l'identificazione di polimeri sintetici, plastificanti, e altri composti sintetici. E' oggi utilizzata frequentemente presso l'istituto MCI per la classificazione delle materie plastiche trasparenti e incolori e spesso è in grado di identificare i principali componenti di materie plastiche colorate o molto degradate. La sonda dello spettrometro è stata modificata per l'analisi di strutture presenti in vetri stratificati, una categoria di materiali che non erano state previste quando la concessione è stata firmata. Usando questi strumenti, più sofisticati della Raman e della XRF del MCI, è stata costruita una linea temporale dello sviluppo dei materiali storici per finestre e occhiali da aviatore fino ad oggi. L'evoluzione tecnologica di occhiali protettivi è molto più ricca e complessa del previsto. Il team è quindi pronto a continuare l'indagine sui finestrini degli aerei appena sarà disponibile l'accesso agli aeromobili.
Per inserire i dati dell'indagine nel loro contesto, è stata condotta un'ampia ricerca su pubblicazioni concernenti la costruzione di copricapi e occhiali dell'aviazione su riviste specializzate, come Modern Plastics and Flying, e gli annunci pubblicitari in esso contenuti. I dati Raman e XRF sono stati stata correlati con le osservazioni visive e ricerche d'archivio per sviluppare una storia degli occhiali e delle tecnologie dei vetri dei finestrini.
Ad esempio è stato scoperto che al tempo di apertura della cabina degli aerei, gli occhiali per un pilota erano il primo livello di protezione per i suoi occhi. Il vetro di sicurezza stratificato con nitrato di cellulosa intercalare, spesso indicato dal nome commerciale Triplex, è stato il materiale scelto per gli occhiali durante la prima guerra mondiale e sono stati indicati ufficialmente dall'Esercito degli Stati Uniti nel 1917. Il nitrato di cellulosa è stato anche il materiale intercalare per piccoli parabrezza di aerei a cabina aperta. Ulteriori notizie e articoli commerciali riportano che questo materiale intercalare non mostrava delle buone proprietà di invecchiamento e tendeva a diventare marrone e opaco. Questo dato è supportato da diverse paia di occhiali deteriorati appartenenti alla collezione NASM.
La ricerca ha dimostrato che la spettroscopia Raman portatile è uno strumento prezioso per identificare plastiche sintetiche. Il valore dei dati Raman è integrato con i dati ottenuti da analisi elementari XRF, che sono anche disponibili con strumenti portatili.
Scarica il report dettagliato delle analisi
Fontee foto: National Center for Preservation Technology and Training
Foto in alto: Analisi di vetri di sicurezza intercalare di una lente di occhiali mediante spettroscopia portatile Raman.
Foto centrale: Occhiali della prima guerra mondiale con lenti di di sicurezza di vetro stratificato. Deterioramento del nitrato di cellulosa intercalare visibile come scolorimento, rottura, e delaminazione del vetro e degli strati di polimeri [NASM A19500122000 (in alto) A19620048000 (al centro) e A19790846000 (in basso)].