Compoziție pentru restaurarea hârtiei din documentele afectate de microorganisme

Tehnologia de obţinere a unor compoziţii antibacteriene şi antifungice pe bază de derivaţi de celuloză şi nanoparticule de argint pentru tratarea înscrisurilor deteriorate de microorganisme. Gelurile pe baza de derivaţi de celuloza cu nanoparticule de argint dispersate în alcool izopropilic vor forma după uscare filme micronice de celuloză cu o rezistenţă sporită contra mucegaiurilor şi atacurilor bacteriene. Aplicarea se realizează direct printr-o metodă facilă, numărul de aplicări controlând grosimea filmului celulozic final. Inscrisurile astfel tratate vor avea proprietăţi antimicrobiene, asigurând o calitate superioară procesului de restaurare, o durată de viaţă mai mare, şi în final o păstrare în siguranţă a înscrisurilor. După aplicarea gelului cu derivaţi de celuloză şi nanoparticulele de argint, acestea vor rămâne fixate în structura fibrilară a celulozei şi vor oferi o protecţie antimicrobiană de durată.

antibacterian; antifungic; argint; celuloza; gel.

Condiţiile improprii de stocare a cărţilor sau a diverselor documente pe suport celulozic pot genera dezvoltarea bacteriilor, fungilor sau mucegaiurilor pe suprafaţa acestora. Creşterea şi înmulţirea acestor agenţi patogeni conduce la producerea unor enzime digestive care alterează şi slăbesc structura suportului organic, conducând la apariţia petelor sau a unei degradări chiar mai severe. Sporii eliminaţi de aceste specii patogene prezintă de asemenea un risc importat pentru sănătatea oamenilor. In momentul de faţă posibilităţile de restaurare a înscrisurilor afectate de bacterii, fungi şi mucegaiuri se bazează pe adăugarea de hârtie japoneză (2 g/m2 cu grosime de 0.02 mm). Aceasta se foloseşte ca material de umplutură sau pentru repararea rupturilor, dar în acelaşi timp se poate adaugă în strat compact peste un înscris pentru a-l proteja, la această grosime materialul fiind transparent. Totuşi acest tip de hârtie nu are activitate antimicrobiană şi poate fi în timp deteriorată la rândul ei, de asemenea grosimea nu poate fi micşorată mai mult de 0.02 mm şi nici nu poate fi plasată sub litere în cazul deteriorării suportului original.
Gelul cu derivaţi de celuloză, cu nanoparticule de argint, prin uscarea rapidă, formează un film de celuloză care va repara zonele deteriorate (rupturi, găuri cu material lipsă etc). Gelul se poate de asemenea introduce sub literele care s-au desprins de suportul iniţial în urma degradării materialului celulozic. Prin uscarea rapidă va acţiona ca un veritabil lipici, avand însă aceeaşi compoziţie, pe bază de celuloză. Deoarece compoziţia conţine nanoparticule de argint, filmul celulozic rămas după uscare are activitate antimicrobiană şi nu mai permite dezvoltarea microorganismelor pe zona tratată. In cazul în care se doreste, gelul se poate aplica uniform pe întreaga pagină, după uscare formându-se un film protector peste înscris, cu activitate antimicrobiană, care va sigila şi proteja practic întregul document.

Avantajele gelului pe bază de derivaţi de celuloză, cu nanoparticule de argint, constă în activitatea sinergică, complexă a agenţilor antimicrobieni, nanoparticule de Ag trigonale, stabilizate cu polimeri biocompatibili, glicerină şi alcool izopropilic precum şi în faptul ca se poate asigura o activitate antibacteriană şi antifungică de durată după restaurare. Prin aplicări multiple se poate obţine o grosime a filmului celulozic antibacterian de la cateva sute de nanometrii la câţiva microni. De asemenea este foarte important faptul că fiind o soluţie sub formă de gel permite tratarea individuală a diverselor zone afectate, indiferent de dimensiuni (rupturi, găuri, zone lipsă, dar şi relipirea literelor de suportul celulozic), în funcţie de necesităţi. Nanoparticulele de argint stabilizate cu polimeri biocompatibili de tip PVP sau PEG vor adera la fibrele celulozice şi vor rămâne atât la suprafaţa înscrisului cât şi în masa suportului celulozic şi vor asigura o activitate antibacteriană şi antifungică de durată. Legarea chimică a nanoparticulelor de argint va asigura o activitate antimicrobiană prelungită şi, mai mult, eliberarea ionilor de argint sau a nanoparticulelor în mediu va fi mai scăzută deci implicaţiile negative asupra mediului vor fi reduse.

Compoziţia prezentată în acest brevet presupune utilizarea unui gel format din derivaţi de celuloză în alcool izopropilic (solvent cu evaporare rapidă, dar care prezintă la rândul său activitate antimicrobiană), fibrele de celuloză fiind decorate cu nanoparticule de argint acoperite/stabilizate cu polimeri biocompatibili precum PVP sau PEG. Astfel imediat după aplicare, prin evaporarea solventului se poate obţine un film celulozic cu grosime la nivel de microni, cu mult mai subţire faţă de cea mai subţire hârtie japoneză. In plus, filmul celulozic va prezenta activitate antimicrobiană datorită nanoparticulelor de argint. Aplicarea se poate realiza prin pulverizare, pensulare sau adaugare în funcție de natura reparaţiei. Dacă se doreşte obţinerea unui film cu grosime mai mare, se va aplica gelul de mai multe ori, fiecare aplicare succesivă adăugând un nou strat celulozic micronic. Inscrisurile restaurate cu această compoziţie vor avea în structura lor nanoparticule de argint, deci în acest mod se conferă o activitate antimicrobiană şi se pot proteja de viitoare infestari. Naoparticulele de argint se leagă covalent de structura fibrilară a celulozei şi de asemenea rămân prinse în reţeaua de fibre, precum într-o plasă, şi vor asigura o activitate antimicrobiană permanentă, care va împiedica reapariţia agenţilor patogeni şi dezvoltarea florei microbiene. Nanoparticulele au nevoie de stabilizare pentru a evita oxidarea, şi din acest motiv nanoparticulele vor fi acoperite cu polimeri precum PVP sau PEG. Alegerea polimerului biocompatibil este realizată pentru a împiedica apariţia unor eventuale reacţii alergice în cazul în care înscrisurile vin în contact prelungit cu pielea umană şi de asemenea, să asigure o interacţie suplimentară cu suportul celulozic pe care urmează să fie aplicate.

Titlu: COMPOZIȚIE PENTRU RESTAURAREA HÂRTIEI DIN DOCUMENTELE AFECTATE DE MICROORGANISME
Data de prioritate: 12.09.2020
Număr Brevet: RO135842(A2)

Valorificarea tehnologiei obtinute printr-un contract de licenta acordata unui partener economic interesat, cu posibilitatea continuarii unei colaborari pe baza de contract de cercetare, pentru cresterea nivelui TRL al tehnologiei de la nivelul din faza acuala de dezvoltare (TRL 3).

Serviciul Inovare și Transfer Tehnologic
Splaiul Independenței, nr.313, R408, București,Romania Tel: +4021 402 9584
Email: sitt@upb.ro, alexandru.marin@upb.ro