Neue Messmethode zur Zustandserfassung an Materialien aus Cellulosefasern
Das Projekt dient der Vorbereitung eines Folgeprojekts, das die Entwicklung eines Messgeräts zur Bestimmung des Degradationsgrads von Cellulosefasern mittels «Speckle Pattern Correlation Analysis» anstrebt.
Steckbrief
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Beteiligte Departemente
Hochschule der Künste Bern
Technik und Informatik - Institut(e) Institut Materialität in Kunst und Kultur
- Forschungseinheit(en) Technologie in Kunst und Kultur
- Strategisches Themenfeld Themenfeld Nachhaltige Entwicklung
- Förderorganisation BFH
- Laufzeit (geplant) 01.12.2024 - 30.11.2025
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Projektleitung
Cornelius Palmbach
Horst Heck -
Projektmitarbeitende
Prof. Markus Küffner
Tobias Zaugg
Hartmann Hieber
Ausgangslage
Cellulosefasern, wie sie auch in textilen Bildträgern von Gemälden zu finden sind, bestehen aus Polysacchariden mit amorphen und kristallinen Zonen. Während des Alterungsprozesses wachsen die kristallinen Zonen auf Kosten der amorphen, was eine verminderte Stabilität der Fasern zur Folge hat. Bei der SPCA wird eine Laserprojektion über die Cellulosefasern geführt, wobei sich je nach Kristallinität Speckle bilden und wieder verschwinden. Diese Speckle-Patterns lassen sich mit einer Kamera erfassen und auswerten. Die Korrelation aufeinander folgender Videobilder liefert Funktionen zur Charakterisierung des Kristallinitätsgrads der Cellulosefasern, welcher deren mechanische Belastbarkeit massgeblich mitbestimmt. Durch flächige Messungen lassen sich Degradationsunterschiede in Leinwänden und anderen cellulosebasierten Werkstoffen lokalisieren.
Vorgehen
Im vorliegenden Projekt werden Messmethode und Versuchsaufbau des DBU-Projekts zur Beurteilung textiler Bildträger mittels SPCA weiterentwickelt. Dazu gehören u. a. die Beschleunigung von Messvorgang und Analyse der Videobilder sowie die optimierte Visualisierung der Resultate. Durch Messungen an neuen und gealterten Proben verschiedener Gewebe lassen sich sowohl der Einfluss von Kontaminationen als auch Unterschiede zwischen verschiedenen Fasermaterialien untersuchen, um neue Erkenntnisse zur Korrelation der Speckle-Patterns und des Kristallinitätsgrads zu gewinnen. Als Grundlage für das Folgeprojekt mit weiteren Partnern gilt es neue technische Komponenten zu evaluieren, technische Spezifikationen einer zukünftigen Geräteentwicklung zu definieren und weitere Anwendungen zu eruieren.
Ergebnisse
Das Verfahren zielt zunächst auf die Beurteilung des Stabilitätszustands von Gemälden auf textilen Bildträgern ab. Es soll dabei helfen, die Transport- und Ausstellungsfähigkeit von Gemälden einzuschätzen und rechtzeitig geeignete konservatorische Massnahmen zu deren Erhalt ergreifen zu können. Zudem hat die SPCA Potenzial als Prüfverfahren für industrielle Anwendungen in der Entwicklung und Qualitätsbeurteilung von Faserverbundwerkstoffen. Pflanzenfasern finden bereits heute breite Anwendung in der Industrie. Neue Einsatzbereiche, wie bspw. in der Bauindustrie oder dem Fahrzeugbau, werden erforscht, weshalb sich durch die Weiterentwicklung der Messmethode auch Zahl und Dimension potenzieller Zielgruppen erweitern lassen.
