Zielsetzung & Anlass
Das Forschungsziel des Projektes ist es, mithilfe eines neuartigen roboterbasierten Terahertz-Zeitbereichspektrometers ein Monitoring- und Kontrollverfahren zu entwickeln, das strukturelle Veränderungen historisch wertvoller Holzsubstanz exakt darstellt. Erstmals sollen dabei zahlreiche biologische, chemische und physikalische Schädigungen, die üblicherweise einzeln und im Verbund die Holzfestigkeiten herabsetzten, ganzheitlich – vor allem auch im Tiefenprofil – untersucht werden. Im Gegensatz zu den bisher gängigen Technologien können hierbei dreidimensionale gefasste Holzobjekte vor Ort zerstörungs- und berührungsfrei oberflächennah in die Tiefe erforscht werden, um ihren Zustand genau zu bewerten und geeignete notwendige Erhaltungsmaßnahmen exakter planbar zu machen. Exemplarisch ist es geplant, dieses Forschungsziel ausgehend von Laboranalysen an den Objekten Marienaltar des Klosters Isenhagen und des Trinitatisaltars Hildesheim umzusetzen.
Arbeitsschritte & Methoden
Das erste Arbeitspaket/ Digitale Zustands- und Schadenskartierung und 3D-Vermessung des Marienaltars im Kloster Isenhagen wird durch die Stiftung Klosterkammer Hannover gefördert und bildet die Grundlage für die Festlegung der Testflächen für spätere Terahertz-Messungen.
• Dendrochronologische Untersuchungen der Hölzer im Bereich der jeweiligen Testfelder für die spätere THz-Messung.
• Voruntersuchungen zu mikrobiellem Befall, Biozid- und Konsolidierungsmittelvorkommen mit anschließender Auswahl von Pilzarten/Konsolidierungsmitteln/Bioziden an den potenziellen Testfeldern der THz-Messung.
• Erstellung von Prüfkörpern aus Holz mit Schimmelpilzen, Konsolidierungsmitteln und Bioziden zur Identifikation relevanter Kenndaten für die THz-Analyse und für Labormessungen zur Veränderung des Festigkeitsverhaltens von Holz.
• Identifikation relevanter Kenndaten für die THz-Analysen. Ermittlung von Brechungsindex und Absorptionskoeffizient von Hölzern, Schimmelpilzen und Bioziden/Konsolidierungsmitteln im THz-Frequenzbereich.
• Prüfkörperreihe und mikroskopische Analyse und Analysen zur Druckfestigkeit.
• Messungen mit THz-Zeitbereichsspektroskopie unter Laborbedingungen. Die hier erhobenen Daten werden anschließend in einer Bewertungsskala, die holz- und schadensspezifische Werte in Bezug zum Zerstörungsgrad setzt, zusammengefasst.
• Verbesserung des roboterbasierten THz-Messsystems in Messgeschwindigkeit durch Menlo Systems.
• Erstellung einer Kartierungserweiterung im bestehenden Kartierungsprogramm metigo MAP zur Verortung der THz-Messergebnisse (Tiefenkartierung).
• Messung mit THz-Zeitbereichsspektroskopie am Objekt
• Erstellung eines Empfehlungskataloges für Maßnahmen und Handling basierend auf den THz-Messergebnissen.
• Zusammenfassung einer Bewertungsskala und des Empfehlungskatalogs in einem Handout.
Ergebnisse & Diskussion
Während des laufenden Projektes werden Ergebnisse sowohl in Zwischenberichten als auch bei Projekttreffen vorgestellt. Forschungsergebnisse sollen auch in die Gestaltung der Lehre an der HAWK und der Philipps Universität Marburg einfließen und als Grundlage für aufbauende Bachelor- und Masterarbeiten dienen.
