Лазер вместо мыла: как сегодня умеют очищать памятники

Впервые лазеры начали применять в реставрации и очистке памятников и исторических объектов еще в начале 1970-х. Технологии пригодились там, где обычные методы были бессильны либо неприемлемы. Скребки, кисточки и щетки, равно как и химические растворы, могут повредить памятник. Кроме того, некоторые загрязнения ими просто невозможно удалить — например, со складок одежды у скульптур или с орнаментальных рельефов на фасадах исторических зданий. Растворители и моющие средства со временем вообще могут изменить и свойства, и внешний вид материала.

Лазер нагревает загрязнение и удаляет его с поверхности скульптуры в результате фотоабляции — так называется процесс удаления частиц за счет поглощения ими высокоинтенсивного света (от греч. Φοζ — «свет», позднелат. ablatio — «отнятие»). Проще говоря, под воздействием излучения вещество испаряется.

В петербургском университете уже не первое десятилетие изучают природу этого явления и способы применения. Важно было подобрать правильный режим облучения для каждого материала, чтобы очистка и обработка не повреждали памятник.  

«Мы разработали подход, позволяющий аккуратно удалять с поверхности различных типов памятников, в том числе с мраморных и известняковых скульптур, различные формы загрязнений, в том числе черную гипсовую корку, сажу и биологические поражения. Большой плюс нашего подхода в том, что при его использовании поверхность мрамора не желтеет, что характерно для некоторых других форм лазерной очистки», — приводит ТАСС слова профессора ЛЭТИ Вадима Парфенова.

Короткие вспышки длительностью 20–130 микросекунд прогревают поверхность мрамора на 12 ºC, а его толщу — на 2–4 ºC. Памятник облучается примерно 50 раз в секунду, а с него пропадают минеральные наросты, сажа, грибки и бактерии.

Изображение поверхности медного памятника после лазерной обработки, полученное на электронном сканирующем микроскопе Фото: © Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2010, № 2(66)

Этот метод ученые уже успешно опробовали на фрагментах мраморных и известняковых статуй, а также в интерьерах. В музее-заповеднике «Царское Село» с его помощью очистили целую скульптуру, доказав, что при таком использовании лазер безопасен и не требует дополнительных механических или химических реставрационных работ.   

Пока что этот подход работает только для белых мраморных и известняковых памятников. Влияние лазерного воздействия на многоцветные материалы потребует дальнейших исследований, отметил профессор Парфенов.  

Лазер для очистки памятников группа Парфенова вместе с реставраторами начала применять еще в 2006 году. С его помощью очистили мраморные надгробия XVIII века в Александро-Невской лавре, 30 итальянских скульптур XVIII века в Летнем саду в Санкт-Петербурге и множество других изваяний. Новая разработка — результат развития этой технологии. Ее Парфенов представил на конференции в МИФИ.

Кроме того, в ЛЭТИ научились применять лазер для подготовки трехмерных копий скульптур. Обычно при создании копии изваяния прибегают к формовке оригинала, что неминуемо оказывает на него воздействие. Группа профессора Парфенова научилась делать это бесконтактно и с высокой точностью. Таким способом несколько лет назад скопировали мраморный бюст «Примавера» в том же «Царском Селе».

Не менее важно, что лазерные технологии позволяют создавать архив памятников. Ведь им угрожают не только климат и время, но и вандалы. База данных позволит филигранно воссоздать утраченную скульптуру или поврежденный фрагмент изваяния.