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In this work, the applicability of a new 3D micro X-ray fluorescence (3D Micro-XRF) laboratory spectrometer for the investigation of historical glass objects is demonstrated. The non-destructiveness of the technique and the possibility to measure three-dimensionally resolved fluorescence renders this technique into a suitable tool for the analysis of cultural heritage objects. Although absorption and resolution effects complicate qualitative analysis of the data, layered structures can be distinguished from homogeneous samples without the need for full quantification. Different manufacturing techniques were studied in this work with the help of hand-made reference samples. With the gained knowledge it could be shown for the investigated historical glass object, that black enamel as a stained glass contour colour was used in a cold painting. The object was not fired after the application of the black enamel, but instead the adhesion of the paint was solely provided through organic binding agents and the backing with metal foils. Thus, for the manufacturing of the object, a mixture of cold painting technique with a stained glass color was used. Quantitative measurements with a 3D Micro-XRF setup at the Berlin synchrotron BESSY II confirm the assumptions drawn on the basis of the qualitative investigation with the 3D Micro-XRF spectrometer with X-ray tube excitation.
Im Jahr 2020 fielen in Deutschland rund 220 Millionen Tonnen mineralische Bau- und Abbruchabfälle an, die als Sekundärrohstoffquelle genutzt werden können. Trotz hoher Recyclingquoten wird ein Teil der mineralischen Bau- und Abbruchabfälle immer noch deponiert oder in Anwendungen mit geringen Qualitätsanforderungen eingesetzt, da ein effektives Recycling dieser heterogenen Abfälle recht kompliziert ist. Bauschutt ist ein heterogener, SiO2-reicher Sekundärrohstoff, der sich aus einem Gemisch verschiedener abgebrochener Baumaterialien wie Ziegel, Betonfertigteile, Leichtbeton, Porenbeton, Kalksandsteine, Natursteine, Gips und Mörtel zusammensetzt. Die genaue Zusammensetzung hängt von der Abbruchstelle, der Vorsortierung und der Wiederaufbereitung in der Recyclinganlage ab. Eine direkte Wiederverwendung als rezyklierte Gesteinskörnung ist aufgrund der uneinheitlichen Zusammensetzung und des bis zu 50 %igen Feinanteils nach der mechanischen Aufbereitung nicht zulässig. Eine Möglichkeit, Mauerwerksschutt effektiv zu recyceln, ist die rohstoffliche Verwertung über ein chemisch-hydrothermales Umwandlungsverfahren, das poröse Granulate erzeugt. Durch die Porenstruktur dieser hydrothermal gehärteten Granulate ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten als Filter- oder Wasserspeichermaterial, die über den Bausektor hinausgehen. Diese neuartigen Granulate können leichte Gesteinskörnungen natürlichen Ursprungs (z. B. Lavasand, Bimsstein) oder Körner aus natürlichen Rohstoffen (z. B. Blähton) ersetzen. Die neue Recyclingstrategie spart natürliche Ressourcen. Im Vergleich zur Herstellung von Blähton ist der Energieverbrauch wesentlich geringer. Ziel des Verbundprojektes HYTEGRA war die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von leichten Gesteinskörnungen aus SiO2- und CaO-reichen Sekundärrohstoffen. Als Rohstoffe wurden Mauerwerksschutt als SiO2-Quelle und Papierasche aus der energetischen Verwertung von Reststoffen der Altpapierverwertung als CaO-Quelle eingesetzt. Der komplette Prozess von der mechanisch-physikalischen Aufbereitung über die Bildung des Grüngranulats bis zur hydrothermalen Härtung wurde entwickelt und im Labormaßstab getestet. Die Anwendungen des hydrothermal gehärteten Granulats als Wasserspeichermaterial für die innere Nachbehandlung von hochfestem Beton, Pflanzensubstrat und Filtermaterial in Bodenfiltern zur Abwasserreinigung wurden untersucht. Der Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten Ergebnisse des erfolgreich abgeschlossenen Verbundforschungsprojekts HYTEGRA.
Schadstoffe beschäftigen derzeit Museen weltweit Heute weiß man, dass diese auch aus Materialien, die für den Ausstellungsbau verwendet werden, austreten können, was eine Gefahr für Exponate darstellt. Ein neues Verfahren namens BEMMA bietet nun erstmalig die Möglichkeit, relativ schnell und effektiv eine problemorientierte Untersuchung und Bewertung mit belastbaren und reproduzierbaren Ergebnissen vorzunehmen.
Formic and acetic acids are often responsible for damage of cultural objects, e. g. glass and metal corrosion or changing and fading of colours. Museums all around the world are equipped with different show cases. Display cases should protect cultural objects from dust as well as from mechanical damage. Several construction materials which are used for display cases, including wood, glue and coatings, are possible sources of very volatile organic compounds (VVOCs), volatile organic compounds (VOCs) and semi volatile organic compounds (SVOCs). These construction products can emit formic and acetic acids into the indoor or display case air. Modern display cases with small air change rates can cause higher concentrations of formic and acetic acids if any source is installed in the display case (Salthammer and Uhde, 2009). To minimize the risk of damage emissions from building products must be quantified. There is a need for a method for identification and quantification of acetic and formic acid. Some possibilities for the identification of acetic acid exist. The quantification of acetic acid for example after sampling on TENAX® or CARBOTRAP and thermal desorption-GC in accordance with ISO 16000-6 and ISO 16017-1 results in very low recovery rates. A new method should be stabile, robust, reproducible and comparable, with an easy local sampling and determination in laboratories. Miniaturised emission test chambers and model display cases were used to study the recovery rates.
Several construction and building materials, including wood, glue and coatings, are possible sources of very volatile organic compounds (VVOCs) and volatile organic compounds (VOCs) like formic and acetic acid. Due to very high air tightness and very low air exchange rates in new buildings concentrations of these harmful substances can increase considerably. To minimize the risk, emissions from building products should be identified and quantified. With the common standard method, this means Tenax® sampling followed by thermal desorption and GC-MS analysis, these acids could not be detected sufficiently. The aim oft this study is the comparison of two different methods for the determination of acetic and formic acid. The sampling of method one, which is usually used for identification and quantification of VOCs, is done in accordance with ISO 16000-6 and ISO 16017-1 on Carbotrap® 202 multi-bed thermal desorption tube by subsequent identification and quantification with GC-MS. Method two is based on sampling on 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridges, derivatisation, elution, identification and quantification of the derivatives with LC-MS/MS (liquid chromatography mass spectrometry/mass spectrometry).
Ausstellungskuratoren, Restauratoren oder Fachplaner stehen immer wieder vor der Entscheidung, geeignete Materialien für Museumsausstattungen auswählen zu müssen. Vitrinen, Depoteinrichtungen, aber auch Transportverpackungen für Kunst- und Kulturgut sollten unbedingt frei von Schadstoffen sein. Ein neues Verfahren ermöglicht nun eine problemorientierte Untersuchung und Bewertung von Materialien mit belastbaren und reproduzierbaren Ergebnissen.
Unterschiedliche Befeuchtungssysteme für Vitrinen, die die Ausstellungsobjekte bei definierter Luftfeuchtigkeit vor externen Einflüssen wie Staub bewahren sollen, wurden im Hinblick auf die Möglichkeit der potenziellen mikrobiologischen Kontamination untersucht. Ergänzend hierzu wurden Parameter wie pH-Wert und Leitfähigkeit des Wassers im Befeuchter untersucht und die mikrobiellen flüchtigen organischen Verbindungen (MVOC, microbial volatile organic compounds) in der Modellvitrine bestimmt. Die Leitfähigkeitsmessung kann als Indikator für den Verunreinigungsgrad des Wassers dienen, weil sie mit der mikrobiologischen Belastung korreliert. Weiterhin war eine mikrobiologische Belastung der Luft in der Modellvitrine auch bei relativ hoher Verunreinigung des Befeuchtungswassers nicht nachzuweisen.
In this paper, members of three research teams, namely the Turfan Project of the Berlin BrandenburgAcademy of Sciences and Humanities, the Berlin-based research project on pigments in Central Asianpaper manuscripts, and the Hamburg-based project on the history and typology of Central Asian papermanuscripts, present some of the results of their cooperation. The investigated manuscripts belong tothe Berlin Turfan Collection. On the basis of different examples the contribution of scientific methods tophilological scholarship within a multidisciplinary approach is demonstrated.
Fe K-edge XANES measurements were performed to determine the oxidation state of iron in iron gall inks. These data are used to investigate the relationship between the Fe oxidation state and ink corrosion in historical manuscripts. The oxidation state is determined using the pre-edge based on a general variation trend that was derived from model compounds and validated here independently on a suite of samples with known oxidation state and Fe in octahedral coordination (i.e. similar to Fe in gall ink). As long as suitable references for the pure ferric and ferrous state of iron gall inks cannot be pointed out, the analysis of the pre-edge of the Fe K-edge represents the only way to acquire absolute values for the Fe oxidation state (Fe3+/Fetot) with spatial resolution for this usually non-crystalline compound. Fe3+/Fetot values for the ink samples vary between ca. 0.7 and 1.0. Spatially resolved analyses performed across ink strokes of various historical manuscripts as well as newly made samples did not reveal any systematic spatial dependence. On average, historical samples that were exposed to conservation treatments show a more oxidized state. However, the measurements demonstrate explicitly that the exposure to X-rays during the XANES acquisition affects the oxidation state of Fe in most iron gall inks.
Nicht nur Schadstoffe aus der Umwelt können Museumsexponate schädigen. Auch interne Schadstoffquellen wie objektimmanente Exhalate und Emissionen von Lösemitteln oder organischen Säuren können den wertvollen Gu¨tern Schaden zufu¨gen. Auf Schadstoffe zu pru¨fen sowie geeignete Messmethoden zu entwickeln und zu optimieren, ist daher von großer Bedeutung. Neuste Forschungen stellen die Autoren vor.
Pigmentveränderung
(2009)
This article presents the findings resulting from the material analysis of several Sanskrit palm-leaf manuscripts from a corpus partly preserved in Nepal, viz. in the National Archives, Kathmandu (NAK), and in the Kaiser Library (KL), which is likewise situated in Kathmandu. The analysis was undertaken in March 2013. The colleagues of the NAK allocated a room in their precincts to us, where we could set up our mobile laboratory, and gave us access to the required manuscripts from their holdings. The officials of the KL, in turn, allowed us to take some of their valuable and ancient manuscripts to the NAK. In this way, we were enabled to conduct multi-instrumental studies on writing materials of great antiquity and interest.
The investigation of physical properties and chemical composition generates important data for answering cultural-history questions that cannot be solved by historical and philological methods alone. In its individual materiality, each manuscript is the result of a wide variety of influences. The ‘life’ of a manuscript starts with its production, followed by the use and storage of the manuscript, and is finally characterized by its treatment during restoration. Some of these characteristics are still in existence and may provide insights into the production process and history of a manuscript.
In the field of animal species differentiation, work on standardizing methods has been intensified in Germany in recent years, not least due to the horsemeat scandal in 2013. Even though there are now hardly ever any positive findings anymore in examinations to detect horse adulterations in foods such as lasagne, animal species differentiation altogether ranks high in detecting adulteration of foods. This article, therefore, summarises the current status of analytical techniques used in Germany with standardization at German level. It has been established by the working group "Biochemical and Molecular Biological Analytics" of the Lebensmittelchemische Gesellschaft (Food Chemistry Society within the German Chemical Society) with support of experts in the working group “Molecular biology techniques for differentiating plant and animal species" (§64 of the German Food and Feed Code - LFGB) and the "Immunology and molecular biology" task force of the food hygiene and food of animal origin working group (ALTS), both from Germany.
The manuscript Codex germanicus 1 (Cod. germ. 1) of the Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg is a fifteenth-century German-language manuscript. It comprises two codicological units and has an especially complex developmental history. To trace this developmental history, neglected until now in the research literature, the manuscript was investigated, for the first time not solely with classical codicological and palaeographical methods, but also with the aid of X-ray fluorescence spectroscopy, in order to determine the composition of the writing materials. These methods made it possible, first, to support and check palaeographic findings and, second, to gain information about the stratigraphy of the manuscript where palaeographic methods find their limits – in regard to short entries, rubrications, and non-alphabetical signs.