Sølvsparer:Nanoteknologi holder glansen på sølv

(PhysOrg.com) - Enhver, der nogensinde har poleret sølv, ved, at det aldrig holder arbejdet at holde pletten i skak. Men, du ved måske ikke, at polering også gnider noget af det ædle metal væk, om det er din mormors sølvskål eller en museumskat fra 1800 -tallet.

"Vi leder altid efter en slags barriere, der beskytter overfladen, så vi ikke behøver at blive ved med at polere den, "siger Terry Drayman-Weisser, direktør for bevarelse og teknisk forskning ved Walters Art Museum i Baltimore.

Tyve miles fra museet, materialeforsker Ray Phaneuf og hans team ved University of Maryland arbejder på en lille løsning på dette store problem. Med støtte fra National Science Foundation (NSF), de producerer og tester en beskyttende belægning så tynd, du kan ikke se det med det blotte øje.

"Den metode, vi bruger til at anvende den, kaldes atomlagdeponering. Så, bogstaveligt talt, vi er i stand til at kontrollere tykkelsen af ​​filmen på et sub-nanometer niveau, "forklarer Phaneuf.

Ved hjælp af en særlig reaktor inde i et rent rum, de anvender nanometer tykke film af aluminiumoxid på en prøve sølvskive på størrelse med en sølvdollar. Phaneuf siger, at filmene er i overensstemmelse med sølvets fordybninger og fremspring, skabe en beskyttende barriere.

Kunstkonservatorer siger deponering af atomlag, eller ALD, bliver nødt til at bestå strenge test, før de bruger det til at beskytte uerstattelige skatte.

På laboratoriet, belægningen gennemgås en række tests. Ved hjælp af et spektrometer måler forskergruppen, hvordan lys reflekterer fra overfladen af ​​en testskive, og hvordan ALD -belægningen påvirker waferens farve.

En anden test måler, hvor hurtigt svovl trænger ind i den overtrukne skive. Svovl er det, der forringer sølv. Testen hjælper med at bestemme, hvor mange lag belægning der skal til for at holde sølvet skinnende. I et andet kontrolleret kammer, holdet opvarmer en belagt wafer for at fremskynde blødningen. Phaneuf siger, at dette hjælper forskere med at finde ud af, hvor længe en barriere vil vare.

"En del af udfordringen er at bestemme, hvad den optimale tykkelse er, der holder svovl fra sølvoverfladen. Til sidst termodynamik fortæller os, at svovlet vil diffundere gennem ethvert lag, vi lægger ned. Jo tættere lag, jo langsommere diffusion, "forklarer Phaneuf." Så vi starter med film, der kan være et par nanometer tykke, og undersøger effektiviteten af ​​disse film helt ud til måske et par hundrede nanometer. Hvis vi kan øge levetiden for disse film til et århundrede, du behøver muligvis ikke at gøre dette særlig ofte. "

Kunstkonservatorer vil ikke give ALD en tommelfinger op, før de kan vise, at det virker bedre end de lakker, de bruger nu, som skal genanvendes hvert år eller to. Konservatorerne bliver også nødt til at kunne fjerne belægningen uden at beskadige stykket.

"Når det kommer til kunstgenstande, jo mindre behandling jo bedre, "siger Glenn Gates, en videnskabsmand ved Walters Art Museum. "Standardbehandlingerne, der bruger lak eller nitrous cellulosebelægninger, kan give et plastisk look. ALD -belægningen er meget, meget tynd, og størrelsesordener tyndere end lysets bølgelængde; tanken er, at det kommer til at påvirke den æstetiske præsentation af objektet meget mindre end en tyk organisk lakbelægning, som vi generelt anvender i disse dage. "

Hvis ALD viser en lysende succes, sølvkunstværker vil forblive i bedste velgående for fremtidige generationer. Og for mange af os, det kan betyde, at man aldrig skal polere sølv igen.