Sideainete keemiline analüüs aitab mõista Eesti kultuuriväärtusi ({{contentCtrl.commentsTotal}})

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Tundmatu kunstniku maal. Autor/allikas: Wikimedia Commons

Kultuuriväärtuste uurimisel on siiani keeruline olnud sideainete analüüs. Keemia doktorant Eliise Tammekivi arendab analüüsimeetodeid Tartu Ülikooli laborile, et Eesti kunstiväärtustes leiduvaid sideaineid oleks võimalik uurida ja tuvastada Eestis kohapeal.

Vaadeldes mõnda ilusat maali, grafitit või kujukest jäävad meile koheselt silma selle objekti värvid, mis on saadud erineva värvusega pigmentide kasutamisest. Võtame näiteks alloleva tundmatu kunstniku maali: kohe on näha, et kunstnik on maalimiseks kasutanud teiste seas rohelist, sinist ja kollast pigmenti.

Miks püsivad kuivad pigmendiosakesed aga lõuendil ja ei veere maha nagu liivaterad? Kleepimise eesmärgil lisatakse pigmentidele juurde veel üht liiki materjali, mida on raskem silmaga märgata, kuid mis on sama oluline kui pigment – see on sideaine. 

Sideained käituvad nagu liim - need "kleebivad" kokku kõik ülejäänud värvi koostisosad. Selleks sobivad mitmed vahad, õlid, vaigud, kaseiin (piima valk) ja isegi munavalge. Tähtis on see, et sideaine kuivades saaks vedelast värvisegust tugev värvikiht. Mõni andekam kunstihuviline suudab kõigest maalile pealevaadates öelda: "Siin on tegemist õlimaaliga!". Palju keerulisem on öelda, kas kasutatud on linaseemne-, mooni- või pähkliõli. 

Kahjuks võivad sideaine kuivamisel kerkida esile mitmesugused probleemid. Sideaine struktuur muutub õhuhapniku ja valguse toimel, mistõttu võivad värvid muutuda kollakamaks, punduda või isegi täiesti objektilt maha kooruda. Siin tulebki mängu minu teadustöö Tartu Ülikooli analüütilise keemia õppetooli kultuuriväärtuste töörühmas, kus ma tegelen erinevate sideainete keemilise analüüsiga. 

Teades, millist sideainet on kasutatud värvi tegemisel, saame paremini otsustada, kuidas oleks hea objekti säilitada või mis materjale kasutada selle restaureerimisel, et värvi ilu püsiks ikka võimalikult kaua. Lisaks saame teada, milliseid sideaineid töö autor kasutas ja millised materjalid olid kättesaadavad objekti värvimise ajal. Nagu ka eelnevalt mainitud tundmatu kunstniku maali korral, oli ainult keemilise analüüsi abil võimalik mul kindlaks teha, et kunstnik oli kasutatud sideainena linaseemneõli.  

Takistused sideainete analüüsil

Kultuuriväärtustes peituvate sideainete analüüs on aga raskendatud mitmete asjaolude tõttu. Esiteks vihjab juba sõna "kultuuriväärtust", et analüüsitav objekt on kultuuriliselt ja tihti ka rahaliselt väärtuslik. Sideaine täpse koostise välja selgitamiseks peab võtma aga keemiliste analüüside jaoks värvist tükikese. Arusaadavalt raatsivad konservaatorid anda ära ainult imeväikesi värvi kübemeid, mida on palja silmaga vaevalt näha. Sellistes proovides on sideainet väga vähe, mistõttu peavad kasutatavad meetodid suutma tuvastada aineid juba väga väikestes proovides. 

Teiseks on mitmed sideained üksteisele väga sarnased. Näiteks koosnevad linaseemne-, mooni- ja pähkliõli samadest rasvhapetest, lihtsalt neid rasvhappeid on erinevates õlides erineval hulgal. Niisiis ei piisa ainult rasvhapete tuvastamisest, vaid keemik peab suutma ka öelda, kui palju on üht ja kui palju on teist rasvhapet.  

Kolmandaks koosnevad kuivanud sideained suuremõõtmelistest molekulidest  ja on vägagi halvasti lahustuvad materjalid. Kes on kunagi vaiguse puu pihta läinud, teab, kui suur peavalu on riided pärast vaigust puhtaks saada. Halb lahustuvus on aga sideainetele vajalik omadus – tänu sellele püsivad näiteks vihma käes majade välisseintel seinamaalingud. Halb lahustuvus ja polümeerne struktuur raskendavad samas keemiku tööd, sest sideainet on vaja enne analüüside tegemist keemiliselt töödelda. 

Sideainete analüüs Eestis

Nii Eestis kui ka Baltimaades on igapäevased analüüsimeetodid veel loomata, millega oleks võimalik tuvastada ja iseloomustada kasutatud sideainet. Seetõttu on vajalik juurutada analüüsimeetodid meie laboritele, et ka Eesti kultuuriajaloos olulisel kohal olevate objektide "liimid" oleks võimalik tuvastada.

Teadustöö käigus töötame välja sellise meetodi, kus keemiline töötlemine oleks võimalikult lühike, kuid siiski saaks sideaine kohta nii palju informatsiooni kui võimalik. Lisaks on eesmärk luua analüüsimeetodeid viis kuni kümme korda väiksemale proovikogusele, kui siiani on kasutatud. Need on edasiviivad sammud meetodite poole, kus proov on nii väike, et seda on raske palja silmaga näha või saab analüüsi teha isegi otse objekti pinnalt ilma tükikest võtmata.

Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldatava konkursi "Teadus 3 minutiga" raames, mille pidulik finaal toimub 5. veebruaril.

Tartu Ülikooli keemia doktorant Eliise Tammekivi. Autor/allikas: Erakogu

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: