Neue zerstörungsfreie Bestimmung durch Infrarot

Woran leiden alte Papiere?

Der Schädigungsgrad der Cellulose von historischen Dokumenten und Briefen lässt sich mit freiem Auge schwer beurteilen. Mit Hilfe einer neuen Methode kann der Zustand von Hadernpapier auf der chemischen Ebene beurteilt werden, ohne es zu zerstören.

8. April 2017, 21:58

Hadernpapiere sind Papier basierend auf Stoffresten. Viele historische Dokumenten und Briefe sind auf diesem Papier verfasst. Um Schäden zu analysieren, hat das Team um Antje Potthast, der Co-Leiterin des Christian Doppler Labors für "Moderne Cellulosechemie- und Analytik" an der Wiener Universität für Bodenkultur, eine Methode entwickelt, die alte Hadernpapiere nicht zerstört: mit einem Infrarot-Laser.

"Das ist ein relativ universell einsetzbares Gerät, auch nicht so groß. Das wird im Prinzip geöffnet, die Probe wird eingelegt, der Infrarot-Laserstrahl darauf gerichtet und dann gemessen. Das geht sehr schnell und zerstörungsfrei für das Objekt."

Wichtige Erkenntnisse über Stabilität des Papiers

Die Infrarot-Methode fokussiert auf spezielle Schäden, erklärt Antje Potthast: "In unserer Methode haben wir die Bestimmung der mittleren Molmasse eingeeicht - also man kann sagen, wie lang im Mittel die Celluloseketten sind. Das ist eine sehr wichtige Information, weil daraus die Stabilität resultiert. Wir können den pH-Wert bestimmen. Das ist insofern interessant, weil es erfolgt ohne dass die Probe nass gemacht wird und dass dadurch irgendwelche Ränder entstehen. Und was neu ist, ist die Bestimmung der Carbonyl- und Carboxyl-Gruppen. Das sind kleine geschädigte Stellen in den Cellulosen, die aufgrund der Alterung entstehen. Diese Carbonyl- und Carboxyl-Gruppen sind ein wichtiger Indikator für den Zustand der Cellulose."

In welchem Zustand sich die Cellulose befindet, entscheidet letztlich über die Art, den Erfolg und die Nachhaltigkeit von Restaurierungsversuchen, so Antje Potthast.

Methode bewährt sich vor allem in Grenzfällen

Im Zuge des Forschungsprojekts wurde die Infrarot-Methode mit dem Erfahrungswissen von Expertinnen/Experten verglichen - die ja durch Fühlen und Betrachten Schäden an historischen Hadernpapieren beurteilen können.

"In der Regel liegt der Experte richtig, aber nicht immer. Gerade in Grenzfällen ist es sehr interessant wirklich zu wissen, was sind die zugrunde liegenden chemischen Daten - also ist die Cellulosekette im Mittel noch lang genug oder ist sie schon relativ kurz und abgebaut. Das ist dann sehr interessant, wenn man eine Behandlung anschließt, wenn ich Optionen habe zwischen Behandlungstechniken: welche wäre besser? Solche Fragestellungen sind dann wichtig und die können wir dann relativ genau beantworten", sagt Potthast.

Nur für Papiere bis 1850 geeignet

Was für Hadernpapiere gut funktioniert, gilt nicht für industriell gefertigtes Papier nach 1850, so Antje Potthast. Das Forschungsprojekt zur neuen zerstörungsfreien Beurteilung von Hadernpapieren durch Infrarot wurde übrigens vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert.

Folgeprojekte sind bereits angelaufen: zu Kupferfraß bei Handschriften gemeinsam mit der Nationalbibliothek und in Deutschland die Evaluierung von Massen-Entsäuerungen in Bibliotheken.