Des milliers d'épaves jonchent les fonds marins du monde entier, conservés dans les sédiments et l'eau froide. Mais lorsqu'un de ces navires est remonté des profondeurs, le bois commence rapidement à se détériorer. Aujourd'hui, des scientifiques rapportent une nouvelle façon d'utiliser des nanocomposites « intelligents » pour conserver un navire de guerre britannique du XVIe siècle, les Marie Rose , et ses artefacts. La nouvelle approche pourrait aider à préserver d'autres navires récupérés en éliminant les acides nocifs sans endommager les structures en bois elles-mêmes.
Les chercheurs présentent leurs résultats aujourd'hui lors de la 256e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS).
"Ce projet a commencé autour d'un verre de vin avec Eleanor Schofield, Doctorat., qui est responsable de la conservation au Mary Rose Trust, " se souvient Serena Corr, Doctorat., le chercheur principal du projet. "Elle travaillait sur des techniques pour préserver la coque en bois et les artefacts assortis et avait besoin d'un moyen de diriger le traitement dans le bois. Nous avions travaillé avec des nanomatériaux magnétiques fonctionnels pour des applications en imagerie, et nous avons pensé que nous pourrions être en mesure d'appliquer cette technologie à la Marie Rose ."
Les Marie Rose a coulé en 1545 au large de la côte sud de l'Angleterre et est resté sous les fonds marins jusqu'à ce qu'il soit récupéré en 1982, avec plus de 19 ans, 000 artefacts et morceaux de bois. Environ 40 pour cent de la structure d'origine ont survécu. Le navire et ses artefacts donnent un aperçu unique de la navigation Tudor et de ce que c'était que de vivre pendant cette période. Un musée ultramoderne à Portsmouth, Angleterre, affiche la coque et les artefacts du navire.
Enfoui dans les fonds marins, les bactéries marines réductrices de soufre ont migré dans le bois de la Marie Rose et produit du sulfure d'hydrogène. Ce gaz a réagi avec les ions de fer provenant d'appareils corrodés comme des canons pour former des sulfures de fer. Bien que stable dans les environnements à faible teneur en oxygène, le soufre s'oxyde rapidement dans l'air ordinaire en présence de fer pour former des acides destructeurs. L'objectif de Corr était d'éviter la production d'acide en éliminant les ions de fer libres.
Une fois soulevé des fonds marins, le navire a été aspergé d'eau froide, ce qui l'a empêché de se dessécher et a empêché une nouvelle activité microbienne. L'équipe de conservation a ensuite pulvérisé la coque avec différents types de polyéthylène glycol (PEG), un polymère commun avec un large éventail d'applications, pour remplacer l'eau dans la structure cellulaire du bois et renforcer sa couche externe.
Corr et sa boursière postdoctorale Esther Rani Aluri, Doctorat., et Ph.D. Le candidat Enrique Sanchez de l'Université de Glasgow élabore une nouvelle famille de minuscules nanoparticules magnétiques pour faciliter ce processus, en collaboration avec Schofield et Rachel O'Reilly, Doctorat., à l'Université de Warwick. Dans leur première étape, l'équipe, dirigé par Schofield, utilisé des techniques synchrotron pour sonder la nature des espèces soufrées avant d'éteindre les pulvérisations de PEG, puis périodiquement pendant que le navire séchait. Il s'agissait de la première expérience en temps réel à examiner de près l'évolution des espèces de soufre et de fer oxydées. Cette réalisation a éclairé les efforts visant à concevoir de nouveaux traitements ciblés pour l'élimination de ces espèces nuisibles de la Marie Rose bois.
La prochaine étape consistera à utiliser un nanocomposite à base de nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer contenant des agents sur leurs surfaces capables d'éliminer les ions. Les nanoparticules peuvent être directement appliquées sur la structure poreuse du bois et guidées vers des zones particulières du bois à l'aide de champs magnétiques externes, une technique précédemment démontrée pour l'administration de médicaments. Le nanocomposite sera englobé dans un polymère sensible à la chaleur qui protège les nanoparticules et fournit un moyen de les acheminer en toute sécurité vers et depuis la surface du bois. Un avantage majeur de cette approche est qu'elle permet l'élimination complète des ions libres de fer et de sulfate du bois, et ces nanocomposites peuvent être ajustés en ajustant leurs surfaces.
Avec cette compréhension, Corr note, « Les conservateurs auront, pour la première fois, une méthode quantitative et restauratrice de pointe pour le traitement sûr et rapide des artefacts en bois. Nous prévoyons ensuite de transférer cette technologie à d'autres matériaux récupérés de la Marie Rose , comme les textiles et le cuir."
