Ứng dụng Bộ điều tiết độ ẩm sợi IHumi trong các bảo tàng

1. Tiêu chuẩn bảo quản di vật văn hóa

Độ ẩm là yếu tố quan trọng trong bảo quản tại các bảo tàng. Biến động độ ẩm gây ra sự biến dạng của hiện vật nhiều hơn đáng kể so với thay đổi nhiệt độ. Ví dụ, ngà voi chỉ thay đổi thể tích dưới 0,2% khi nhiệt độ biến thiên 30 °C, nhưng chỉ cần dao động 10% về độ ẩm tương đối (RH) đã dẫn đến giãn nở hoặc co lại 0,4%. Những thay đổi kích thước này tạo ra ứng suất cơ học có thể làm nứt lớp men và bong tróc lớp sắc tố. Độ ẩm cao còn thúc đẩy quá trình "bệnh đồng xanh", ăn mòn điện hóa học ở sắt, suy giảm thủy tinh, phai màu chất nhuộm, thủy phân sợi giấy và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng gây hại.
Theo các khuyến nghị bảo quản, các hiện vật vô cơ như kim loại, thủy tinh và men nên được lưu trữ ở nhiệt độ 20 °C và độ ẩm tương đối 0–50%. Các vật liệu hữu cơ như giấy, vải, gỗ, tranh sơn dầu và ngà voi cần độ ẩm tương đối 50–60%, trong khi phim màu đòi hỏi điều kiện nghiêm ngặt hơn là 0 °C và độ ẩm tương đối 40–50%. Trong mọi trường hợp, biến động độ ẩm tương đối hàng ngày không được vượt quá ±5%, và biến thiên nhiệt độ hàng ngày nên duy trì trong khoảng 2–5 °C.

2. những thách thức
Cách tiếp cận truyền thống là biến các tủ trưng bày thành những phòng sạch thu nhỏ, với các hệ thống hoạt động như máy tạo ẩm hoặc thiết bị điều hòa không khí (HVAC) chạy liên tục. Tuy nhiên, các phòng triển lãm thường được thiết kế với các tính toán về tải trọng kết cấu, nên không gian trần, sàn và tường để lắp thêm đường ống rất hạn chế. Việc lắp đặt các đường ống mới làm ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và làm tăng chi phí thi công. Hơn nữa, các máy nén, thiết bị tạo ẩm điện cực và quạt hoạt động 24/7 tiêu thụ lượng năng lượng đáng kể, trong khi các chu kỳ khởi động-dừng lại tạo ra các đỉnh dao động nhất thời về nhiệt độ và độ ẩm—những 'động đất vô hình' từ góc nhìn của các hiện vật tinh xảo.

Năm 2018, Cục Di sản Văn hóa Quốc gia Trung Quốc chính thức khuyến nghị triển khai các “bộ điều chỉnh độ ẩm thụ động” (Văn bản số 348). Tuy nhiên, gel silica truyền thống sản phẩm có những hạn chế vốn có: khả năng hấp thụ và giải phóng độ ẩm của chúng chỉ đạt khoảng 7,5% so với trọng lượng bản thân. Trước khi sử dụng, cả vật liệu lẫn tủ trưng bày đều phải được điều kiện hóa sơ bộ ở độ ẩm mục tiêu trong buồng khí hậu, sau đó tiếp tục quá trình cân bằng tại chỗ trong vòng 24–48 giờ. Ngay cả khi đã thực hiện như vậy, độ lệch hiệu suất thực tế vẫn ở mức ±10% RH. Sau quá trình tái sinh ở nhiệt độ cao, hơn 20% các vị trí hấp thụ bị mất vĩnh viễn, dẫn đến suy giảm hiệu suất. Quy trình điều kiện hóa sơ bộ kép, tuổi thọ sử dụng ngắn và độ sai lệch lớn đã ngăn cản việc sử dụng rộng rãi gel silica trong các môi trường bảo quản chính xác.

3. Giải pháp — Bộ điều chỉnh độ ẩm IHumi Fiber

Bộ điều chỉnh độ ẩm IHumi Fiber được làm từ sợi thực vật tự nhiên kết hợp với các vật liệu composite polymer. Sản phẩm an toàn, không phát thải và có thể tùy chỉnh theo giá trị mục tiêu trong dải 30–80% RH. Với khả năng hấp thụ độ ẩm đạt 16% trọng lượng bản thân—gấp đôi so với gel silica—bộ điều chỉnh đạt độ chính xác ±3% RH, không yêu cầu xử lý trước và sẵn sàng sử dụng ngay lập tức. Vật liệu được sản xuất dưới dạng tấm, có thể cắt và giấu kín bên trong các tấm lưng, đế hoặc lớp lót nội thất của tủ trưng bày. Trong vòng chỉ 30 phút, sản phẩm phản ứng nhanh với sự thay đổi đột ngột của độ ẩm, ổn định dao động trong phạm vi ±2% RH. Kiểu kiểm soát thụ động 'vô hình' này hoàn hảo phù hợp với bốn yêu cầu then chốt đối với vật liệu điều chỉnh độ ẩm: lựa chọn phù hợp, tiếp xúc toàn bộ bề mặt, thay thế kịp thời và điều tiết hiệu quả môi trường vi mô.

Được bảo hộ bởi các bằng sáng chế tích hợp về công thức–sản phẩm–quy trình, IHumi khắc phục điểm nghẽn của gel silica truyền thống, vốn yêu cầu phải xử lý trước khi sử dụng. Bằng cách tối ưu hóa cơ chế hấp thụ–giải hấp, nó thiết lập nền tảng kỹ thuật vượt trội. Trong dải độ ẩm tương đối (RH) quan trọng từ 30–60% dùng để bảo quản hiện vật, khả năng hút ẩm của IHumi vượt trội hơn gel silica, mang lại giải pháp hàng đầu cho việc điều chỉnh độ ẩm chính xác thụ động.

Bảng 1 Khả năng hút ẩm của Artsorb (gel silica), Prosorb (gel silica) và IHumi trong các dải độ ẩm khác nhau
Dải độ ẩm Artsorb Prosorb IHumi
RH30~40% 6% 6,30% 10,5%
RH40~50% 4% 7,90% 11%
RH50~60% 9% 8,40% 11,8%

4. Ứng dụng và triển khai

Tại Hội chợ Thế giới Thượng Hải năm 2010, Bộ điều chỉnh độ ẩm sợi IHumi đã lần đầu tiên được áp dụng trong các tủ trưng bày hiện vật bằng đồng tại Gian triển lãm Trung Quốc và tranh dầu tại Gian triển lãm Mexico. Kể từ đó, sản phẩm đã được đưa vào rộng rãi tại các cơ quan như Bảo tàng Quốc gia Trung Quốc và các tổ chức di sản văn hóa khác. Việc sử dụng sản phẩm này đã giảm đáng kể thời gian vận hành thiết bị điều hòa khí hậu cơ học, hạ thấp mức tiêu thụ năng lượng trong không gian triển lãm, duy trì đường cong độ ẩm ổn định và hẹp bên trong các tủ trưng bày, đồng thời tạo ra môi trường vi mô được tùy chỉnh phù hợp chính xác với yêu cầu của các hiện vật đa dạng.


kết luận

Việc chuyển từ điều hòa độ ẩm chủ động sang thụ động không chỉ giảm tiêu thụ năng lượng và rủi ro hỏng hóc cơ học trong các môi trường bảo quản vi mô, mà còn phù hợp với chiến lược “song trọng carbon” và các nguyên tắc bảo tồn di sản xanh. Khi bộ điều chỉnh độ ẩm sợi IHumi được nhân rộng tại nhiều không gian lưu trữ và trưng bày hơn, việc kiểm soát độ ẩm chính xác theo phương pháp thụ động đang trở thành chuẩn mực mới trong bảo tồn phòng ngừa—cung cấp giải pháp bảo vệ độ ẩm bền vững nhằm duy trì tính toàn vẹn và giá trị văn hóa của hiện vật qua các thế hệ.