Kovács Petronella (szerk.): Isis - Erdélyi magyar restaurátor füzetek 20. (Székelyudvarhely, 2020)
Orosz Katalin - Várhegyi Zsuzsanna: Gélek alkalmazási lehetőségei a papír- és bőrrestaurálásban
Az agar gél kereskedelmi forgalomban többnyire részben finomított, tehát valamennyi agaropektint tartalmazó formában kapható.8 9 Az agaropektin alkotóban lévő ionizálható csoportok miatt vizes oldatban negatív töltést hordoz, enyhén savas kémhatású. Már nagyon alacsony (1%-os) koncentrációjú oldatából is készíthető gél, ami rideg, merev kissé opak tömbbé szilárdul. Készítésekor a port hideg vízbe keverjük, 85 °C fölötti hőmérsékletre melegítjük (a legegyszerűbben mikrohullámú sütő közepes fokozatán többször kivéve és megkeverve) majd kiöntjük és hagyjuk kihűlni. A gélesedési pont (az a hőmérséklet, ahol a gél szilárdulni kezd) a két alkotó arányától függ, de általában 32-45 °C között van. A gél szilárdságát a pH, az agar koncentrációja és a hozzáadott cukrok, ionok határozzák meg. Az agar úgynevezett termoreverzibilis gél, ami azt jelenti, hogy a megszilárdult anyagot felmelegítve az ismét folyékony, majd lehűlve újra szilárd állagú lesz, tulajdonságai változatlanok maradnak. Alacsony (kb. 5 alatti) kémhatás tönkreteszi a gélszerkezetet, csakúgy, mint a tartósan magas hőmérséklet, enyhén lúgos közegben azonban stabil marad. Műtárgyak kezeléséhez 2-6%os koncentrációban alkalmazzák. Az agar koncentráció növekedésével csökken a gélben a pórusok átmérője, ezáltal lassul az anyag oldószerleadása. Vízzel elegyedő oldószerekkel bizonyos százalékban keverhető, ilyenek pl. az etilalkohol, aceton, etilén-glikol, propilén-glikol. Gellán géf A gellán gél egy vízoldható magas molekulatömegű poliszacharid, amit a Sphingomonas elodea baktérium fermentáció útján állít elő. Elsősorban az élelmiszeriparban alkalmazzák stabilizáló, emulgeáló, sűrítő és gélesítő anyagként.10 11 Egyenes láncaiban a következő négy cukoregység ismétlődik: B-D-glükóz, ß-D-glükuronsav, B-D-glükóz, B-L-ramnóz. Természetes formájában két függelék lehet még jelen az első B -D-glükóz egységen: acetát és glicerát csoport. Az utóbbi ún. acil csoportok erőteljes hatással bírnak a gél tulajdonságaira. A magas acil tartalmú gél (HAGG) puha, rugalmas, opak, míg az alacsony acilezésű (LAGG) merev, rugalmatlan, törékeny, de áttetsző.11 Készítése az agar géllel azonos módon történik. A por beoldása után a diszperziót 85-95 °C közé kell melegíteni, majd kiöntve hűlés közben megszilárdul. A gélesedési pont az összetételtől függően 80 °C és szobahőmérséklet között van.12 A keletkezett gél nem 8 Az élelmiszeriparban sürítő-, állagjavító anyagként elterjedten használt, por formában szerezhető be (E 406). 9 Wolbers 2017. p. 386. 10 A gellán gélt először 1988-ban kezdték használni az élelmiszeriparban Japánban. Ma már ezen kívül a kozmetikai és gyógyszeripar is alkalmazza szerte a világon és nem mérgező anyagnak tekintik, szintén por formában szerezhető be (E 418). 11 HAGG: high acil gellán gél, LAGG: low acil gellán gel. Maitland 2020. p. 5. 12 Ca és Mg ionok jelenlétében a gélszerkezet módosul, a gélesedés alacsonyabb hőmérsékleten történik, ezért a csapvíz használata előnyös lehet. Nickerson et al. 2003. pp. 577-583. a b 1. kép. Az áttetsző gellán (a) és az opak agar (b) gélkocka rongypapíron. termoreverzibilis. A gellán a benne lévő Ca és Mg ionok mennyiségétől függően puhább vagy keményebb, de mindenképpen rideg, vágható és áttetsző gélt képez. Az agárhoz hasonlóan 2-6%-os koncentrációban alkalmazzák, oldószerleadása a koncentráció növekedésével csökken. Oldószertűrése rossz, tulajdonképpen csak vízzel működik megfelelően, ugyanakkor az enyhén savas és lúgos tartományban egyaránt megőrzi gélszerkezetét (1. kép). A hidrogélek szerepe a restaurálásban és működési mechanizmusuk A géleket főként tisztítási céllal alkalmazzák (szennyeződések, lebomlási termékek le- és kioldására), ragasztók, bevonatok felpuhítására és eltávolítására, illetve kezelőszerek bevitelére. Mindegyik eljárás esetében a cél egy oldószernek a kezelt anyagba juttatása, majd az ott általa feloldott termékek eltávolítása. Az oldószerek behatolását és az eltávolítani kívánt anyagok kioldását meghatározza a papír és bőr porózus szerkezete, kolloidkémiai tulajdonságai, fizikai folyamatok (ozmózis, kapilláris nyomás, gravitáció), a részt vevő molekulák mérete és polaritása, valamint befolyásolják a környezeti paraméterek (pH, hőmérséklet, légnedvesség). A bonyolult kolloidkémiai folyamatok megértéséhez érdemes közelebbről megvizsgálni a gélek működési mechanizmusát, valamint a papír és bőr szerkezetét és vízfelvételét. A rideg vizes, vagy oldószeres gélek nem csupán az oldószer sűrítésében és ezáltal a porózus anyagba hatolás lassításában, lokalizálásában játszanak szerepet, hanem részt vesznek a tisztítási mechanizmusban is. Elméletileg két különböző folyamat megy végbe: ion diffúzió és ozmózis13, melyek alapja a két anyag közti ionkoncentráció gradiens (különbség). Ha vizes gélt teszünk porózus felületre, a gélből víz fog diffundálni (áramlani) a tisztítandó anyagba, onnan pedig ionok, poláros molekulák vándorolnak a gélbe. A vizes gél és a nedves felület között tehát megindul egy ionkiegyenlítődési folyamat. Az ozmózis jelensége akkor jelentkezik, ha féligáteresztő hártya választja el az eltérő ionkoncentrációjú oldatokat, 13 Ozmózis: két féligáteresztő hártyával elválasztott nem egyenlő koncentrációjú oldat, vagy egy oldószer és oldat esetén az oldószer molekulák féligáteresztő hártyán történő diffúziója a nagyobb koncentráció felé. Hajtóerő a koncentrációk kiegyenlítődése. 82
