Новости химической науки > Наполнитель для деликатной штопки древнего шелка

Исследователи из Китая разработали способ реставрации и упрочнения хрупких от древности археологических артефактов из шелка за счет ферментативной реакции, способствующей заполнению крошечных трещин в волокне.

Исследователи отмечают, что результаты работы могут стать основой новой методики реставрации и консервации, для которой не требуются синтетические полимеры, которые могут быть токсичными и со временем повреждать текстильные изделия из шелка.

Шелк представляет собой природное полимерное волокно, которое впервые было использовано для изготовления ткани в Древнем Китае. Самые древние из обнаруженных к настоящему времени шелковые изделия датируются временем изготовления примерно 3500 лет до н.э. и требуют чрезвычайно деликатного обращения, а в ряде случаев – и реставрацию. Для реставрации древних шелковых артефактов обычно применяют синтетические полимеры и адгезивы.

Во время археологических раскопок древние изделия из шелка требуют исключительно деликатного обращения. (Фото: © Springer)

Тем не менее, синтетические полимерные материалы химически несовместимы с шелком и в долгосрочной перспективе могут повреждать ткань. Существует мысль о замене синтетических полимеров растворами белков и сшивающими агентами, однако опять же неправильно подобные агенты также могут повреждать артефакты.

Жаньюнь Жу (Zhanyun Zhu) с коллегами разработал метод полимеризации, протекающей в присутствии фермента трансглютаминазы. В этом методе применяется биополимер, который по своим химическим свойствам похож на шелк и, соответственно, может стать наполнителем поврежденных нитей без применения опасных химических агентов. В ходе консервации/восстановления шелковых изделий по новой методике образующиеся сшивки нитей белка лишь увеличивают его устойчивость.

Жу поясняет, что для экспериментов по реставрации исследователи использовали искусственные образцы – благодаря редкости и неправильной форме археологические изделия из шелка не могут использоваться для многочисленных испытаний, однако после подбора оптимальных условий методика была апробирована и на исторических артефактах.

Реставрационная система Жу работает с применением фермента трансглютаминазы (TG2). Обычно этот фермент способствует сшивке глютамина и лизина, приводящей как к формированию полимерной нити, так и к сшивке белковых нитей. Однако, просто применение фермента TG2 не оказало бы никакого влияния на шелк, поскольку в фиброине шелка нет остатков глютамина, а есть только лизин. Для сшивки в качестве донора глютамина исследователи использовали казеинат натрия, позволяя ферменту TG2 образовывать биополимеры, заполняющие трещины в волокнах шелка.

Филипп Боннер (Philip Bonner), эксперт по трансглютаминазе, отмечает, что новый метод кажется очень полезной и новой операцией, в которой фермент используется для восстановления археологических артефактов, однако он сомневается, что процесс катализируется именно этим ферментом – исследователь полагает, что казеин может просто образовывать с фиброином шелка нековалентные связи, действуя как наполнитель. Дело в том, что в условиях эксперимента (обработка при 50 °C в течение 3 часов) может произойти денатурация фермента TG2 и, следовательно, потеря активности. По словам Боннера, это обстоятельство ничуть не умаляет значение нового способа обработки археологических артефактов, однако для прояснения механизма исследователям необходима дополнительная работа, чтобы определить роль фермента TG2 для упрочнения шелковых нитей.

Источник: Heritage Science, 2013, DOI: 10.1186/2050-7445-1-13

метки статьи: #биохимия, #химическая археология, #химия поверхности, #химия полимеров