Experimental study for the evaluation of the efficiency of biopolymers for different treatments of historical leather bookbinding and manuscripts with application on a selected object /
دراسة تجريبية لتقييم كفاءة استخدام البوليمرات الحيوية فى المعالجات المختلفة على جلود الكتب والمخطوطات التاريخية تطبيقا على أحد النماذج المختارة
by Mahmoud Mohamed Saad-Eldeen Abdelhakeem ; Supervision Prof. Dr. Gomaa Mohamed Mahmoud Abdel-Maksoud, Prof. Dr. Hanaa El-Sayed Nasr.
- 300 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 261-296.
Biopolymer materials exhibit outstanding potential in various conservation applications for historical paper manuscripts and bookbinding. This study aims to conduct an integrated examination of the different applications of biopolymers in the conservation of historical manuscripts, evaluate the state of preservation of some rare historical manuscripts, and assess the effectiveness of Hydroxypropyl Beta Cyclodextrin and Xanthan gum as novel consolidation biopolymers, as well as Rose and Eucalyptus oil as antifungal and antibacterial agents for leather and paper. Many analyses and examinations were used, such as SEM-EDX, pH value measurement, mechanical properties testing, color change assessment, contact angle measurement, microbiological examination, and ATR-FTIR analysis. The results showed the presence of the element niobium as an additive to improve the properties of the paper in a Mamluk Qur’an from the 15th century AD. Most historical papers suffer from severe weakness and the spread of stains consisting of sodium chloride salts and other earth elements. Granary weevils, beetles, and book lice were found in the manuscripts. Molecular identification of the strains exhibiting the highest enzymatic activity of cellulose and protein showed that the fungal strains were Aspergillus terreus MF5-EGY and Aspergillus niger MF8-EGY, while the bacterial strains were Bacillus cereus MB9-EGY and Bacillus subtilis MB10-EGY. Hydroxypropyl-β-cyclodextrin reduced the effect of heat on the leather and paper and improved the contact angle of the leather. Xanthan gum also enhanced the mechanical properties and pH value. Rose oil achieved good results in inhibiting fungi in paper, while eucalyptus oil showed effective antibacterial properties with leather. A rare historical manuscript on astronomy (Nuzhat Al-Tullab Fi Ilm Al-Asturulap), dated back to 1103 A.H., from the Al-Azhar Library was used for the applied study. Analytical techniques and investigations used to evaluate the state of the manuscript's damage included SEM, EDX, FTIR, XRD, pH measurement, and microbiological investigation. Various treatments and restoration processes such as cleaning, removal of previous restorations, sterilization, and completion of missing areas were also carried out. The biopolymer Hydroxypropyl-β-cyclodextrin was applied achieved good results in the experimental study as a consolidation method for weak papers. تظهر مواد البوليمرات الحيوية خصائص فريدة ومتميزة في ترميم وصيانة المخطوطات التاريخية. وتهدف هذه الدراسة إلى إجراء دراسة متكاملة عن تطبيقات البوليمرات الحيوية المختلفة في حفظ المخطوطات الورقية وأغلفة الكتب الجلدية التاريخية، ودراسة مظاهر التلف المختلفة، والتعرف على مكونات بعض المخطوطات التاريخية النادرة من خلال الدراسة الميدانية، وتقييم كفاءة بوليمر هيدروكسي بروبيل بيتا سيكلوديكسترين وصمغ الزانثان في تقوية الأوراق والجلود الضعيفة وحمايتها المستقبلية من الحرارة. كما تهدف الدراسة إلى تقييم كفاءة زيت الورد وزيت الاوكالبتوس في مقاومة الهجوم الفطري والبكتيري على الورق والجلد. استخدمت العديد من الفحوصات والتحاليل لتحقيق هذه الأهداف، مثل الفحص بالمجهر الإلكتروني الماسح، وقيمة الأس الهيدروجيني، والخواص الميكانيكية، والتغيير اللوني، والفحص الميكروبيولوجي، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء. أوضحت نتائج الدراسة الميدانية وجود عنصر النيوبيوم لأول مرة كمواد مضافة لتحسين خواص الورق في مخطوطة من العصر المملوكي (15هـ). كما أظهرت النتائج أن المخطوطات المدروسة تعاني من الضعف الشديد، لأسباب مختلفة منها وجود الأملاح مثل كلوريد الصوديوم والمعادن الأرضية، وانتشار العديد من الحشرات مثل حشرة سوسة الحبوب وحشرة قمل الكتب، بالإضافة إلى وجود الفطريات والبكتيريا، ومن خلال التعريف الجزيئي للسلالات التي حققت أعلى نشاط إنزيمي تبين انها Aspergillus terreusوAspergillus niger ، و Bacillus cereus, و Bacillus subtilis أوضحت نتائج الدراسة التجريبية أن هيدروكسي بروبيل بيتا سيكلوديكسترين قلل من تأثير الحرارة على الجلد والورق، وحسن من زاوية الاتصال بالماء. كما أدى صمغ الزنثان أيضًا إلى تحسين الخواص الميكانيكية وتحسين قيمة الأس الهيدروجيني. كما حقق زيت الورد نتائج جيدة في التثبيط الفطري مع الورق، وزيت الاوكالبتوس مع الجلد في التثبيط البكتيري. كما تم إجراء الجانب التطبيقي على مخطوط تاريخي نادر في علم الفلك بمكتبة الأزهر بعنوان "نزهة الطلاب في شرح الاستطرلاب"، الذي تم نسخه عام 1103 هـ. حيث تم إجراء الفحوصات والتحاليل المختلفة للوقوف على حالة تلف المخطوط. وتمت عمليات العلاج والترميم المختلفة، مثل إزالة الترميم السابق والتعقيم، واستكمال المناطق المفقودة، وغيرها. كما تم تطبيق بوليمر هيدروكسي بروبيل بيتا سيكلوديكسترين الذي حقق نتائج جيدة في الدراسة التجريبية في تقوية الأوراق الضعيفة.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Conservation ترميم الآثار
Historical manuscripts Paper Leather Biopolymers Conservation Consolidation Analytical techniques