Para peneliti mengambil sampel manuskrip dari Perancis dan Italia abad ke-15 untuk mempelajari struktur molekul apa yang muncul di kertas seiring bertambahnya usia.
Banyak sejarah budaya kita telah dilestarikan di atas kertas. Namun, warisan ini menghadapi kerusakan yang tak terhindarkan karena berlalunya waktu. Ketika berabad-abad berlalu, kertas harus disimpan dalam kondisi ideal dalam hal kelembaban dan sinar matahari untuk mencegahnya menguning dan retak. Adriano Mosca Conte dari University of Rome Tor Vergata dan kolaborator memulai pencarian untuk mengidentifikasi struktur molekul apa yang muncul dalam kertas yang berkontribusi terhadap kekuningannya. Mereka menulis tentang hasil mereka di Surat Tinjauan Fisik untuk 9 April 2012. Dengan pengetahuan yang diperoleh dalam studi mereka, proses yang digunakan untuk melestarikan naskah kuno mendapat dorongan.
Contoh kertas tertua yang masih ada berasal dari Cina pada abad ke-2 SM. Perlakuan bahan tanaman untuk membuat kertas diyakini berasal di wilayah itu. Dari sana, ia menyebar ke Timur Tengah dan akhirnya menemukan jalannya ke Eropa pada abad ke-13. Produksi kertas yang murah secara massal selama abad ke-19 secara substansial meningkatkan angka melek huruf di daerah-daerah yang berpartisipasi dalam Revolusi Industri dan, dapat diperdebatkan, membentuk dasar dari masyarakat terdidik kita.
Kertas dalam kondisi baik terutama terdiri dari selulosa, yang struktur molekulnya terdiri dari rantai panjang karbon, hidrogen, dan oksigen. Serat-serat ini biasanya sekitar satu mikrometer (0,0001 sentimeter) panjangnya dan membungkus satu sama lain untuk membuat kertas. Selulosa membentuk struktur dinding sel pada tanaman sehingga membuatnya menjadi bahan yang sempurna untuk bahan kanvas.
Namun, struktur selulosa terurai seiring berjalannya waktu dengan berinteraksi dengan oksigen di atmosfer. Oksidasi, hilangnya elektron melalui interaksi dengan zat pengoksidasi - oksigen dalam kasus ini - adalah bentuk umum dari kerusakan material.
Api dan karat adalah contoh lain dari reaksi oksidasi, dan oksidasi selulosa tidak dipahami dengan baik seperti contoh yang lebih umum ini. Secara khusus, tidak dipahami dengan baik apa produk yang tepat dari reaksi ini, yaitu kertas apa yang berubah ketika terdegradasi dengan cara ini. Selulosa terurai, melalui oksidasi, ke struktur molekul yang secara umum dikenal sebagai kromofor. Namun, Chromophore hanyalah istilah umum yang mengacu pada bagian molekul yang dapat memancarkan atau menyerap cahaya tampak; itu sebabnya kertas berubah menjadi kuning saat usia bertambah. Struktur kimia yang tepat tidak diketahui sampai Conte bekerja.
Atas perkenan Conte et al.
Conte dan kru mempelajari sifat penyerapan cahaya selulosa sehat versus yang ada di kertas terdegradasi untuk memastikan struktur kimia apa yang ada. Dua keadaan kertas menunjukkan pita serapan cahaya yang sangat berbeda, menunjuk pada struktur molekul yang berbeda yang ada dalam keadaan kertas yang berbeda. Dengan mencocokkan pita serapan yang diamati dengan model yang dihitung, mereka dapat mengidentifikasi yang mana rantai hidrokarbon bertanggung jawab atas kerusakan kertas.
Atas perkenan Conte et al., Sampel P2 modern vs Sampel kuno
Produk dari reaksi oksidasi hanyalah penataan ulang atom hidrogen, oksigen, dan karbon untuk membentuk ikatan kimia yang berbeda. Dengan mengambil sampel manuskrip dari Perancis dan Italia abad ke-15, Conte dan timnya menemukan bahwa selulosa dari era ini sebagian besar terurai menjadi rantai Karbon-Hidrogen-Oksigen milik aldehida kelompok. Lihat gambar. Dengan pengetahuan ini, dimungkinkan untuk merancang perawatan kimia untuk mengawetkan kertas dengan mencegah saluran degradasi ini.Eksperimen ini juga menyediakan metode non-destruktif untuk memastikan komposisi kimia dari sampel kertas.
Intinya: Dr. Adriano Mosca Conte dari University of Rome Tor Vergata dan kolaborator melakukan penelitian yang tujuannya adalah untuk mengidentifikasi struktur molekul yang menyebabkan penguningan pada kertas yang menua. Menulis di Surat Tinjauan Fisik untuk 9 April 2012, mereka menggambarkan manuskrip sampel dari Perancis dan Italia abad ke-15 dan penemuan mereka selanjutnya bahwa selulosa dari era ini sebagian besar terurai menjadi rantai Karbon-Hidrogen-Oksigen milik aldehida kelompok. Harapan mereka adalah bahwa, setelah struktur molekul yang benar diidentifikasi, para peneliti juga akan menemukan perawatan kimia yang tepat yang dapat diterapkan pada kertas penuaan untuk mencegah perubahan keadaan lebih lanjut.