تقييم صديق للبيئة لكمادات الورق بالجرانيول وجسيمات CeO2NPs لحفظ المخطوطات الورقية متعددة الوظائف

إنقاذ الصفحات الهشّة من غزاة صامتين

الكتب القديمة والوثائق المكتوبة باليد ليست مجرّد أشياء جميلة؛ بل هي شهود لا يُقدَّر لهم التعويض على تاريخ البشرية. ومع ذلك، فإن الورق نفسه الذي يحمل هذه الروايات يتآكل بهدوء بفعل الفطريات والتلوث والضوء القاسي. تستكشف هذه الدراسة طريقة لطيفة ومستندة إلى النباتات لحماية المخطوطات التاريخية، باستخدام مركب عطري يسمى الجرانيول وجسيمات أكسيد السيريوم المتناهية الصغر، لوقف التحلّل دون إلحاق ضرر بالصفحات الرقيقة أو بالحبر الذي يحييها.

لماذا يتفكّك الورق القديم

تواجه المخطوطات التاريخية تهديداً مزدوجاً. في الظروف الرطبة، تستقر الفطريات المجهرية على السطح وتهضم السليلوز في الورق، وتترك بقعاً وثقوباً وأليافاً هشة. وفي الوقت نفسه، تعمل التفاعلات الكيميائية على اصفرار الورق وإضعافه ببطء، لا سيما عندما تسرّع المعادن في الأحبار التقليدية التأكسد، على غرار صدأ الحديد. حبر الغال الحديدي، المستخدم على نطاق واسع لقرون، معروف بسمعته السيئة: فقد يتحوّل من نص إلى مصدر للحموضة والمعادن التي تهاجم الصفحة نفسها. يحتاج المختصون في الحفظ إلى علاجات توقف نشاط الفطريات وتبطئ التأكسد، وفي الوقت ذاته تكون آمنة بحيث لا تتلف الألياف الهشة أو تغير الكتابات الثمينة.

كمادة لطيفة مستوحاة من الطبيعة

ركّز الباحثون على مساعدين صديقين للبيئة. الجرانيول مركب نباتي يوجد في العديد من الأعشاب والزهور، ويشتهر برائحته العطرية وقدرته القوية المضادة للفطريات والمضادة للأكسدة. أما جسيمات أكسيد السيريوم النانوية فهي جسيمات صغيرة جداً لمعدن من عناصر الأرض النادرة قادرة على التقاط الجزيئات التفاعلية والتأثير في كيمياء السطح. لتطبيقها بأمان، نقع الفريق أوراق Whatman الرقيقة في محاليل تحتوي على الجرانيول أو جسيمات أكسيد السيريوم أو خليط منهما، ثم استُخدمت هذه الأوراق ككمادات: وُضِعت الأوراق المعالجة بين صفائح مشبعة لمدة 24 ساعة، مما أتاح للمكونات الفعّالة أن تنتقل إلى عينات تحاكي المخطوطات.

اختبار العلاجات

لمحاكاة عقود من التلف، قام العلماء أولاً بتعتيق ورق القطن المكتوب بحبر الغال الحديدي اصطناعياً باستخدام الحرارة والرطوبة والضوء فوق البنفسجي، ثم أصابوا العينات عمداً بفطرين شائعين يدمران الورق، Aspergillus fumigatus وAspergillus terreus. ثم قارنوا مدى فعالية كل علاج في إيقاف نمو الفطريات والحفاظ على مظهر الورق وملمسه. كشفت المجاهر كيف تغيّرت الألياف، وتتبع قياس الألوان اصفرار وتلاشي الصبغات، وأظهرت قراءات الأس الهيدروجيني تحوّلات الحموضة، فيما غاصت تقنيات مثل حيود الأشعة السينية والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء في تغيّرات أعمق في السليلوز وكيمياء الحبر. بقيت العينات المعالجة بالجرانيول نظيفة بشكل ملحوظ: توقّف نمو الفطريات لأسابيع، وبقي خشونة السطح قريبة من تلك الخاصة بالورق السليم، واحتفظ الحبر الأسود بلونه مع تغيّرات طفيفة بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

كيف تفوّق المركب النباتي على الجسيمات النانوية

على الرغم من أن جسيمات أكسيد السيريوم النانوية قلّلت نمو الفطريات وقدمت حماية جزئية، إلا أنها تسببت أيضاً في تغيّرات لونية طفيفة وأسهمت في زيادة الهشاشة، خاصة عند مزجها مع الجرانيول. أظهر التحليل بالأشعة تحت الحمراء أن الجرانيول وحده قادر على محو علامات التأكسد في الورق والحبر، ومنع تكوّن مجموعات الكربونيل المرتبطة بالضرر، حتى بعد مزيد من التعتيق الضوئي. في المقابل، طورت العينات المعالجة بأكسيد السيريوم—سواء منفردة أو بالمشاركة—أحزمة تأكسد جديدة بعد التعرض للضوء. على مخطوطة عثمانية حقيقية من عام 1620 م، نجحت كمادات الجرانيول في إزالة آثار الفطريات والأوساخ وتغيّرات اللون من السطح دون أن تزعج كل من الحبر الأسود والحبر القرمزي، بينما أعادت عمليات تنظيف لطيفة إضافية وتثبيت القوة وحيّدت الحموضة الزائدة.

أمل جديد للكنوز الثقافية

تستنتج الدراسة أن كمادة ورقية مشبعة بالجرانيول، مستخدمة دون إضافة جسيمات نانوية، توفر وسيلة فعّالة وآمنة لحماية المخطوطات التاريخية. إنها تمنع الفطريات الضارة، وتقلل التأكسد الناتج عن الضوء، وتلتقط الأوساخ داخل مادة الكمادة، وكل ذلك مع ترك الأحبار وبنية الورق ومستوى الحموضة بلا تغيير جوهري. من خلال إظهار أن علاجاً نباتياً منخفض السميّة يمكنه التنظيف والحماية معاً للصفحات الضعيفة، يشير هذا العمل إلى طرق حفظ أكثر استدامة تساعد المكتبات والأرشيفات والهواة على إبقاء كنوزهم الورقية قابلة للقراءة ومستقرة لأجيال قادمة.

الاستشهاد: Mahmoud, S.M.A., Mansour, M.M.A., Ali, M.A. et al. An eco-friendly evaluation of geraniol and CeO₂NPs paper poultices for multifunctional paper manuscript conservation. Sci Rep 16, 14409 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49698-3

الكلمات المفتاحية: حفظ الورق, المخطوطات التاريخية, علاج مضاد للفطريات, حفظ صديق للبيئة, كمادة جرانيول