Дерево и бамбук, веками пролежавшие в воде и иле, после раскопок быстро темнеют: лигнин, несущий полимер древесины, на воздухе окисляется до красящих веществ. Пекинские химики и археологи подобрали пару восстановителей, которая осветляет такие находки мягко и без разрушений. Работа вышла в Nature Heritage Science.
Хуже всего темнота бьет по надписанным находкам, китайским деревянным и бамбуковым планкам с текстами. Контраст знаков падает, и историкам труднее их прочесть. Стандартные восстановители не всегда подходят: дитионит натрия, которым в Китае уже обрабатывали планки из Цзоумалоу и Лие, теряет 90% силы за первый час и выделяет ядовитый диоксид серы. Борогидрид натрия действует сильнее, но бурлит пузырьками водорода, разрывающими размокшую древесину, а его щелочная среда заставляет дерево темнеть заново и деформироваться.
Группа археолога Кая Вана из Пекинского объединенного университета вместе с химиками Пекинского университета смешала два восстановителя: диоксид тиомочевины и диметиламинборан. По отдельности каждый химикат капризен: первому нужна щелочь, второму кислота, и активные частицы у обоих быстро гаснут. В паре щелочные отходы одного ускоряют распад второго, а кислые отходы второго подстегивают первый. Поэтому активные частицы выделяются быстрее и полнее, а кислотность самого раствора держится почти нейтральной, без буферных добавок, которые разводят в ванне микробов.
Чтобы честно сравнить составы, исследователи сделали бумажную модель древнего дерева: к целлюлозе пришили о-хинон, тот самый нестойкий краситель, который рождается в окисленном лигнине и красит находки. Краситель закрепили ковалентно, и он перестал смываться и выцветать. На таких образцах реагенты прогнали через десятки рецептов, а победителя испытали на подлинном дереве из раскопов Наньяна в Хэнани.
Победила равная смесь, по 0,025 моля каждого вещества на литр воды. Лиственную древесину она осветлила на 31,6%, а хвойную на 23,2%. На всю обработку уходило от 50 до 75 часов. Кислотность все это время держалась почти нейтральной, пузырьков не было, а после испытаний в дереве не нашли трещин и деформаций. На темной лиственной древесине, где старые реагенты почти бессильны, разница была видна невооруженным глазом.
Впереди метод ждут долгие проверки. Важно понять, не вернется ли темнота через годы. Потенциально способ может повысить читаемость планок, на которых держатся целые главы древней истории.
Ранее российские археологи нашли крест XI века с «тайником» внутри.