Compozite multifuncționale inovatoare pentru protecția obiectelor aparținând patrimoniului cultural
InHeritage
PN-III-P2-2.1-PED-2021-0627
(591PED/2022)
Întrucât procesele de degradare a obiectelor de patrimoniu cultural rămân inevitabile, este necesară dezvoltarea continuă a materialelor avansate capabile să contracareze procesele specifice de degradare. Astfel, sunt necesare studii științifice
amănunțite pentru a dezvolta o formulare personalizată, pentru a proteja, conserva și restaura obiectele aparținând patrimoniului cultural, iar aceasta reprezintă o provocare continuă pentru oamenii de știință, având ca scop înlocuirea abordărilor curente în restaurare, aflate mai degrabă sub spectrul serendipității.
Scopul proiectului
Scopul proiectului îl reprezintă dezvoltarea de materiale compozite multistrat noi cu funcții multiple (consolidare, autocurățare și antimicrobiene) aplicabile pentru conservarea diferitelor substraturi anorganice.
Autoritate contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării
Perioada de implementare: 29/06/2022-20/06/2024
Buget: 598.795 lei
Director de proiect: Dr. Habil. Radu Claudiu Fierăscu
Coordonator:
Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Chimie și Petrochimie – ICECHIM București
Director de proiect: Dr. Habil. Radu Claudiu Fierăscu
Partener 1:
Universitatea POLITEHNICA din București,
Responsabil partener 1: Dr. Ing. Alina Melinescu
Partener 2:
Responsabil partener 2: Dr. Biol. Lia Mara Dițu
Proiectul InHeritage își propune să dezvolte noi materiale compozite multistrat cu funcții multiple (consolidare, autocurăţare şi efect antimicrobian), aplicabile pentru conservarea diferitelor substraturi anorganice. Soluțiile dezvoltate în acest proiect vor reprezenta nu doar o aliniere la preocupările internaționale în domeniu, dar și o soluție tehnică foarte importantă, inovatoare la nivel național, care va contribui la durabilitatea proiectului după perioada de implementare.
Identificarea și eșantionarea zonelor pilot. Dezvoltarea substraturilor model.
Perioada de implementare: 29/06/2022 – 31/12/2022
Activități:
- Identificarea zonelor pilot, reprezentative la nivel național;
- Evaluarea celor mai frecvente tipuri de degradare întâlnite pe obiectele din piatră din patrimoniul cultural (monumente, construcții vernaculare etc.) din zona pilot;
- Prelevarea de mostre de obiecte de patrimoniu cultural;
- Identificarea microorganismelor care afectează obiectele de patrimoniu cultural din zonele pilot;
- Dezvoltarea de substraturi model pentru studii ulterioare;
- Stabilirea celui mai potrivit consolidant pentru fiecare tip de material suport din zona pilot;
- Diseminarea rezultatelor și a proiectului;
- Activități de protejare a proprietății intelectuale.
Dezvoltarea compozitelor multifuncționale.
Perioada de implementare: 01/01/2023 – 31/12/2023
Activități:
- Definirea performanțelor dorite ale acoperirilor multistratificate ce urmează a fi dezvoltate;
- Dezvoltarea și aplicarea acoperirilor multistratificate;
- Evaluarea efectului acoperirilor multistratificate asupra substraturilor model;
- Optimizarea acoperirilor multistratificate;
- Diseminarea rezultatelor și a proiectului;
- Activități de protejare a proprietății intelectuale.
Demonstrarea funcționalității și validarea soluțiilor propuse
Perioada de implementare: 01/01/2024 – 20/06/2024
Activități:
- Evaluarea rezultatelor obtinute pentru rețetele optimizate.
- Validarea internă a soluției propuse;
- Validarea de către terți a soluției propuse;
- Elaborarea documentației tehnice pentru tehnologie și produse;
- LCA pentru acoperirile multistratificate propuse și evaluarea toxicității acoperirilor;
- Diseminarea rezultatelor și a proiectului.
- MUZEUL NAȚIONAL AL UNIRII ALBA IULIA (MNUAI)
- MUZEUL VITICULTURII ȘI POMICULTURII GOLEȘTI
- MUZEUL JUDEȚEAN BUZĂU
- MUZEUL NAȚIONAL AL ȚĂRANULUI ROMÂN
- INSTITUTUL DE CERCETĂRI ECO-MUZEALE “GAVRILĂ SIMION” TULCEA
- Fistos, T.; Fierascu, I.; Doni, M.; Chican, I.E.; Fierascu, R.C. A Short Overview of Recent Developments in the Application of Polymeric Materials for the Conservation of Stone Cultural Heritage Elements. Materials 2022, 15, 6294. https://doi.org/10.3390/ma15186294
- Gîfu, I.C.; Ianchiș, R.; Nistor, C.L.; Petcu, C.; Fierascu, I.; Fierascu, R.C. Polyelectrolyte Coatings—A Viable Approach for Cultural Heritage Protection. Materials 2023, 16, 2873. https://doi.org/10.3390/ma16072873
- Corbu VM, Dumbravă AŞ, Marinescu L, Motelica L, Chircov C, Surdu AV, Gheorghe-Barbu I, Pecete I, Balotescu I, Popa M, Marinas IC, Ianovici N, Ciobanu D-G, Dițu LM, Ficai D, Oprea OC, Ficai A, Eugenia Șesan T and Chifiriuc MC (2023) Alternative mitigating solutions based on inorganic nanoparticles for the preservation of cultural heritage. Front. Mater. 10:1272869. doi: 10.3389/fmats.2023.1272869
- Radulescu, D.-E.; Vasile, O.R.; Andronescu, E.; Ficai, A. Latest Research of Doped Hydroxyapatite for Bone Tissue Engineering. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 13157. https://doi.org/10.3390/ijms241713157
- NATIONAL CHEMISTRY CONFERENCE, Edition XXXVI, 05-07 October 2022, Calimanesti Caciulata, Treatment of cultural heritage objects with phosphate materials with potential antimicrobial – Toma Fistos, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Lia-Mara Ditu, Valentin Raditoiu, Radu Claudiu Fierascu
- The International Symposium “PRIORITIES OF CHEMISTRY FOR A SUSTAINABLE DEVELOPMENT”PRIOCHEM – XVIII-th Edition. October 26-28, 2022, Tailoring protective coatings for the protection of cultural heritage inorganic objects–inheritage project – Toma Fistos, Alina Melinescu, Lia Mara Dițu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Florica Marinescu, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Irina Fierăscu, Anda Maria Baroi, Cristian-Andi Nicolae, Radu Claudiu Fierăscu
- Virtual International Scientific Conference on “Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering – NanoBioMat 2022” 24-26 November 2022 Application of Phosphate Materials Enhanced with Different Metals with Potential Antimicrobial Properties on Different Types of Bricks. Toma Fistos, Roxana Ioana Matei, Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Lia-Mara Ditu, Valentin Raditoiu, Radu Claudiu Fierascu (lucrare premiată cu Best poster award)
- International Scientific Symposium CURRENT TRENDS IN NATURAL SCIENCES 2023, Organic/inorganic biocomposites of natural and/or synthetic origin for the conservation of cultural heritage, Toma Fistos, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Tanta-Verona Iordache, Sorin-Viorel Dolana
- Exploratory Workshop NeXT-Chem: “Innovative Cross-Sectoral Technologies” May 22-23, 2023, ROMANIA, Innovative material for the consolidation, conservation and reinforcement of underwater wood of cultural heritage, Toma Fistos, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Tanta-Verona Iordache, Sorin-Viorel Dolana
- Virtual International Scientific Conference on “Applications of Chemistry in Nanosciences and Biomaterials Engineering” NanoBioMat 2023 – Summer Edition, 28-30 June 2023, Apatitic Materials Improve with Heavy Metals with Potential Antimicrobial Properties for the treatment of Wood and Stone Cultural Heritage Objects. Toma Fistos, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Lia-Mara Ditu, Radu Claudiu Fierascu
- The development of innovative materials with a role in the conservation and reinforcement of wooden heritage objects, Toma Fistos, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Radu Claudiu Fierascu, Tanta-Verona Iordache, Sorin-Viorel Dolana, “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrei 2023, Bucuresti
- Multifunctional composite materials (with consolidation, self-cleaning and antimicrobial properties) applicable for the preservation of inorganic substrates, Toma Fistos, Alina Melinescu, Lia Mara Ditu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Florica Marinescu, Roxana Ioana Matei (Brazdis), Irina Fierascu, Anda Maria Baroi, Cristian-Andi Nicolae, Radu Claudiu Fierascu, “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrei 2023, Bucuresti
- IDEA (IDEA, Novelty, Invention and craft) International Exhibition, Abony, Hungary – Innovative multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects (InHeritage) – Radu Claudiu Fierascu, Alina Melinescu, Lia-Mara Ditu, Irina Fierascu, Denisa Ficai, Alina Maria Holban, Toma Fistos, Anton Ficai, Carmen Curutiu (Gold medal)
- International Exhibition of Inventions and Innovations “TRAIAN VUIA – 2022 Timisoara – Innovative multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects (InHeritage) – Radu Claudiu Fierascu, Alina Melinescu, Lia-Mara Ditu, Irina Fierascu, Denisa Ficai, Alina Maria Holban, Toma Fistos, Anton Ficai, Carmen Curutiu (Gold medal)
- 7th International Inventions Fair – ISIF’22 – Innovative multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects (InHeritage) – Radu Claudiu Fierascu, Alina Melinescu, Lia-Mara Ditu, Irina Fierascu, Denisa Ficai, Alina Maria Holban, Toma Fistos, Anton Ficai, Carmen Curutiu (Gold medal)
- EUROINVENT 2023 – Hydrophobic coating with self-cleaning and antimicrobial properties for artificial elements of vernacular constructions and method of obtaining it – Radu Claudiu Fierascu, Toma Fistos, Irina Fierascu, Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Carmen Curutiu (Gold medal, awards from INOE 2000, Inventarium Science Portugal, special delegation award – ICPE-CA, EUROINVENT Grand Award)
- INVENTICA 2023 – Hydrophobic coating with self-cleaning and antimicrobial properties for artificial elements of vernacular constructions and method of obtaining it – Radu Claudiu Fierascu, Toma Fistos, Irina Fierascu, Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Carmen Curutiu (Gold medal, awards from CITT-UPT, Moldova Technical University)
- International Exhibition Traian Vuia 2023, Timisoara – Hydrophobic coating with self-cleaning and antimicrobial properties for artificial elements of vernacular constructions and method of obtaining it – Radu Claudiu Fierascu, Toma Fistos, Irina Fierascu, Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Carmen Curutiu (Silver medal, Diploma of Excellence INOE 2000)
- 2023 Kaohsiung International Invention and Design EXPO (KIDE), 30.11-02.12.2023, Coating with photocatalytic and antimicrobial effect for the protection of natural elements of vernacular buildings made of calcareous stones and procedure for obtaining it – Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Irina Fierascu, Mihaela-Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Irina Gheorghe-Barbu, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Anda Maria Baroi
- IWIS – International Warsaw Invention Show 2023, 12-14312.2023, Coating with photocatalytic and antimicrobial effect for the protection of natural elements of vernacular buildings made of calcareous stones and procedure for obtaining it – Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Irina Fierascu, Mihaela-Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Irina Gheorghe-Barbu, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Anda Maria Baroi
- Multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects: InHeritage project, in cadrul Simpozionului International “Priorities of Chemistry for a Sustainable Development” PRIOCHEM XIXth Edition, 11-13 Octombrei 2023, Bucuresti, over 20 participants, Book of Abstracts (pag 71), ISSN 2601 – 419X and ISSN-L 2601 – 4181 – English ed., CD-ROM, other Electronic Supports.
- Cerere de brevet de invenție A00773/28.11.2022, Acoperire hidrofobă cu proprietăți de autocurățare și antimicrobiene pentru elementele artificiale ale construcțiilor vernaculare și procedeu de obținere a acesteia, inventatori: Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Anda Maria Baroi, Irina Fierascu, Mihaela Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Carmen Curutiu
- Cerere de brevet de invenție A00558/2023, Acoperire cu efect fotocatalitic și antimicrobian pentru protecția elementelor naturale din piatră calcaroasă ale construcțiilor vernaculare și procedeu de obținere a acesteia, inventatori: Toma Fistos, Radu Claudiu Fierascu, Irina Fierascu, Mihaela-Alina Melinescu, Anton Ficai, Denisa Ficai, Lia Mara Ditu, Irina Gheorghe-Barbu, Roxana Ioana Brazdis (Matei), Anda Maria Baroi
Rezumat
Întrucât procesele de degradare a obiectelor de patrimoniu cultural rămân inevitabile, este necesară dezvoltarea continuă a materialelor avansate capabile să contracareze procesele specifice de degradare. Astfel, sunt necesare studii științifice amănunțite pentru a dezvolta o formulare personalizată, pentru a proteja, conserva și restaura obiectele aparținând patrimoniului cultural, iar aceasta reprezintă o provocare continuă pentru oamenii de știință, având ca scop înlocuirea abordărilor curente în restaurare, aflate mai degrabă sub spectrul serendipității.
Proiectul InHeritage își propune, astfel, să dezvolte noi materiale compozite multistrat cu funcții multiple (consolidare, autocurăţare şi efect antimicrobian), aplicabile pentru conservarea diferitelor substraturi anorganice. Soluțiile dezvoltate în acest proiect vor reprezenta nu doar o aliniere la preocupările internaționale în domeniu, dar și o soluție tehnică foarte importantă, inovatoare la nivel național, care va contribui la durabilitatea proiectului după perioada de implementare.
Activitățile prevăzute a fi realizate de către consorțiu pe parcursul primului an de implementare au fost:
- Act 1.1 – Identificarea zonelor pilot, reprezentative la nivel național; semnarea protocoalelor cu autoritățile locale privind accesul deplin la siturile de patrimoniu cultural, daca este cazul.
- Act 1.2 – Evaluarea celor mai frecvente tipuri de degradare întâlnite pe obiectele din piatră din patrimoniul cultural (monumente, construcții vernaculare etc.) din zona pilot; prelevarea de mostre de obiecte de patrimoniu cultural; identificarea microorganismelor care afectează obiectele de patrimoniu cultural din zonele pilot
- Act 1.3 – Dezvoltarea de substraturi model pentru studii ulterioare
- Act 1.4 – Stabilirea celui mai potrivit consolidant pentru fiecare tip de materiale suport din zona pilot.
- Act 1.5 – Diseminarea rezultatelor si a proiectului
Activitățile propuse au fost realizate integral, susținând continuarea proiectului în anul 2023. Astfel, au fost identificate zone pilot (fiind semnate acorduri de colaborare cu mai multe instituții muzeale) care au fost studiate pentru identificarea principalelor cauze ale degradării construcțiilor vernaculare și monumentelor. Au fost identificate mai multe tipuri de substraturi model, asupra cărora au fost demarate studiile de consolidare, utilizând cele mai potrivite rețete, conform studiului de literatură.
Rezultatele obținute au fost diseminate în cadrul comunității științifice, rezultatele diseminării fiind prezentate pe larg în cadrul site-ului proiectului (varianta în limba română – https://icechim.ro/project/inheritage_ro/, varianta în limba engleză – https://icechim.ro/project/inheritage_en/).
Nr | Rezultate estimate | Rezultate obținute |
|---|---|---|
1 | Lista zonelor pilot (cel puțin trei), acorduri de colaborare, daca este cazul | A fost realizată lista zonelor pilot, fiind semnate acorduri de colaborare cu cinci unități muzeale (trei prezentând obiective reprezentative la nivel regional și două prezentând obiective reprezentative la nivel național). |
2 | Raport asupra structurii și contaminării biologice a obiectelor de patrimoniu cultural | A fost studiată și documentată structura contaminării biologice a obiectelor de interes, precum și alte surse de degradare |
3 | Cel puțin cinci substraturi model, replicând substraturile originale | Au fost dezvoltate 7 substraturi model (5 artificiale și 2 naturale), replicând substraturile originale |
4 | Raport privind pe cei mai potriviți consolidanți pentru fiecare tip de substrat | Au fost documentate posibilitățile de dezvoltare a unor consolidanți adaptați diverselor tipuri de substrat |
5 | Cel puțin o lucrare ISI trimisa spre publicare | A fost publicată o lucrare ISI |
6 | Cel puțin doua participări la manifestări științifice internaționale | Au fost înregistrate șase participări la manifestări științifice internaționale |
7 | Depunerea unei cereri de brevet de invenție | A fost depusă o cerere de brevet de invenție |
Rezumat
Întrucât procesele de degradare a obiectelor de patrimoniu cultural rămân inevitabile, este necesară dezvoltarea continuă a materialelor avansate capabile să contracareze procesele specifice de degradare. Astfel, sunt necesare studii științifice amănunțite pentru a dezvolta o formulare personalizată, pentru a proteja, conserva și restaura obiectele aparținând patrimoniului cultural, iar aceasta reprezintă o provocare continuă pentru oamenii de știință, având ca scop înlocuirea abordărilor curente în restaurare, aflate mai degrabă sub spectrul serendipității.
Proiectul InHeritage își propune, astfel, să dezvolte noi materiale compozite multistrat cu funcții multiple (consolidare, autocurăţare şi efect antimicrobian), aplicabile pentru conservarea diferitelor substraturi anorganice. Soluțiile dezvoltate în acest proiect vor reprezenta nu doar o aliniere la preocupările internaționale în domeniu, dar și o soluție tehnică foarte importantă, inovatoare la nivel național, care va contribui la durabilitatea proiectului după perioada de implementare.
Activitățile prevăzute a fi realizate de către consorțiu pe parcursul celei de a doua etape de implementare a proiectului au fost:
- Act 2.1 – Definirea performanțelor dorite ale acoperirilor multistratificate ce urmează a fi dezvoltate;
- Act 2.2 – Dezvoltarea și aplicarea acoperirilor multistratificate;
- Act 2.3 – Evaluarea efectului acoperirilor multistratificate asupra substraturilor model;
- Act 2.4 – Optimizarea acoperirilor multistratificate;
- Act 2.5 – Diseminarea rezultatelor și a proiectului;
- Act 2.6 – Activități de protejare a proprietății intelectuale.
Activitățile propuse au fost realizate integral, susținând continuarea proiectului în anul 2024. Astfel, au fost definite principalele performanțe ale acoperirilor multistratificate, au fost dezvoltate și aplicate materialele originale, fiind evaluat efectul acestora asupra materialelor suport; în cadrul etapei a fost demarată și activitatea de optimizare a rețetelor și de aplicare a rețetelor optimizate (activitate care va continua, conform planului de realizare, pe parcursul perioadei rămase de implementare a fazei a doua (luna Decembrie 2023), precum și în cadrul activității 3.1 din cadrul etapei a III-a.
În această etapă au fost publicate trei lucrări ISI, au fost înregistrate treisprezece participări la manifestări științifice internaționale, a fost organizat workshop-ul Multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects: InHeritage project și a fost depusă cererea de brevet de invenție A00558/2023.
Rezultatele obținute au fost diseminate în cadrul comunității științifice, rezultatele diseminării fiind prezentate pe larg în cadrul site-ului proiectului (varianta în limba română – https://icechim.ro/project/inheritage_ro/, varianta în limba engleză – https://icechim.ro/project/inheritage_en/).
Nr | Rezultate estimate | Rezultate obținute | Grad de realizare |
|---|---|---|---|
1 | Raport asupra performanțelor solicitate ale acoperirilor multistratificate | A fost realizat un raportul privind caracteristicile și performanțele solicitate acoperirilor multistratificate. | 100% |
2 | Raport privind dezvoltarea și aplicarea de acoperiri cu mai multe straturi | A fost realizat un raport privind dezvoltarea și aplicarea acoperirilor multistratificate | 100% |
3 | Raport preliminar privind efectul acoperirilor multistratificate asupra substraturilor model | A fost realizat raportul preliminar privind efectul acoperirilor multistratificate asupra substraturilor model | 100% |
4 | Acoperiri multistrat optimizate (cel puțin o rețetă pentru fiecare tip de substrat – materiale cu conținut ridicat de Si, respectiv de Ca) | Au fost optimizate două rețete de acoperiri multistratificate corespunzătoare celor două tipuri de material suport, suplimentar fiind propusă o a treia compoziție | 150% |
5 | Cel puțin doua lucrări ISI trimise spre publicare | Au fost publicate trei lucrări ISI | 150% |
6 | Cel puțin șapte participări la manifestări științifice internaționale | Au fost înregistrate treisprezece participări la manifestări științifice internaționale | 186% |
7 | Depunerea unei cereri de brevet de invenție | A fost depusă cererea de brevet de invenție A00558/2023 | 100% |
8 | Organizarea unui workshop | A fost organizat workshop-ul Multifunctional composites for the protection of cultural heritage objects: InHeritage project | 100% |
