1. Bản chất vấn đề: Sự sụp đổ của cấu trúc tế bào gỗ
Khi tàu chìm, nước biển xâm nhập vào trong tế bào gỗ (tracheids). Theo thời gian, thành tế bào gỗ bị suy thoái do vi khuẩn và nấm, nhưng được “chống đỡ” bởi nước biển. Nếu để gỗ tự khô ngoài không khí, sức căng bề mặt của nước khi bay hơi sẽ khiến thành tế bào gỗ co rút, biến dạng và nứt vỡ hoàn toàn. PEG đóng vai trò là chất thay thế nước, “gia cố” bộ khung tế bào để duy trì hình thái ban đầu.
2. Quy trình hóa học chuẩn mực
Phương pháp PEG thực hiện thông qua cơ chế thẩm thấu và thay thế dần dần:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị bể ngâm
- Nồng độ tăng dần: Bắt đầu với dung dịch PEG nồng độ thấp ($10\% – 20\%$) và tăng dần lên tới $50\% – 70\%$ theo thời gian. Việc tăng nồng độ đột ngột sẽ gây sốc thẩm thấu, làm nứt bề mặt gỗ.
- Kiểm soát nhiệt độ: Duy trì nhiệt độ bể ngâm ở mức ổn định ($40^\circ C – 60^\circ C$) để giảm độ nhớt của PEG, giúp sáp dễ dàng thẩm thấu sâu vào các thớ gỗ dày.
Giai đoạn 2: Quá trình thẩm thấu (Impregnation)
- Thời gian: Đây là giai đoạn kiên nhẫn nhất. Đối với những thanh sườn tàu lớn (dày $10 – 20\text{ cm}$), quá trình ngâm tẩm có thể kéo dài từ 6 tháng đến 2 năm.
- Đảo lưu: Sử dụng hệ thống bơm để dung dịch PEG tuần hoàn liên tục, đảm bảo nồng độ sáp đồng nhất quanh hiện vật.
Giai đoạn 3: Làm khô có kiểm soát
- Sau khi sáp đã lấp đầy các khoảng trống tế bào, hiện vật được đưa ra khỏi bể.
- Làm khô chậm: Quy trình này diễn ra trong phòng kín với độ ẩm và nhiệt độ được kiểm soát nghiêm ngặt. Nếu quá trình này quá nhanh, sáp sẽ không kịp định hình, dẫn đến hiện tượng “đổ mồ hôi” sáp hoặc biến dạng bề mặt.
3. Các loại PEG sử dụng trong thực tế
Tùy thuộc vào trạng thái suy thoái của gỗ, các chuyên gia sẽ chọn lựa phân tử lượng (Molecular Weight) phù hợp:
- PEG 400 – 1000: Dạng lỏng/nhão, dùng cho giai đoạn đầu để thẩm thấu sâu.
- PEG 4000 – 6000: Dạng sáp cứng, dùng cho giai đoạn cuối để tạo độ cứng và ổn định bề mặt cho gỗ.
4. Ưu điểm và Thách thức
- Ưu điểm: Độ ổn định cực cao sau khi xử lý; gỗ sau khi khô có khả năng chống chọi tốt với môi trường trưng bày.
- Thách thức: * Độ hút ẩm: PEG có tính hút ẩm tự nhiên. Nếu độ ẩm phòng trưng bày cao, hiện vật có thể bị “dính” hoặc chảy sáp.
- Khả năng hoàn tác: Một khi đã xử lý bằng PEG, việc tách bỏ sáp ra khỏi gỗ là cực kỳ khó khăn. Vì vậy, đây là phương pháp “một đi không trở lại”, đòi hỏi tính toán chính xác tuyệt đối.
