چرا رنگ کاغذها به مرور زمان زرد می شود؟
اگر به بریده روزنامه های قدیمی یا اسناد و کتاب های کهنه نگاه کنید که سال ها از عمر آنها گذشته، متوجه می شوید که گویا زرد رنگ شده اند. اما چرا رنگ تولیدات کاغذی قدیمی این چنین به زردی می گراید؟
سوزان ریچاردسون (Susan Richardson) استاد شیمی در دانشگاه کارولینای جنوبی می گوید: «کاغذها عمدتاً از چوب ساخته شده اند که ترکیبات عمده آن سلولز است. به علاوه یک ترکیب طبیعی دیگر در چوب وجود دارد که لینگین (Lignin) نام دارد. لینگین عامل اصلی سفتی و سختی چوب هم هست. سلولز یک ماده بی رنگ است که تا حد بسیار خوبی نور را بازتاب می دهد و همین عامل سبب می شود که کاغذ در بیشتر موارد، سفید رنگ به نظر برسد.»
در این مقاله شما می توانید با دلیل زرد شدن کاغذها در گذشت زمان آشنا شوید.
اکسیژن یا نور؛ کدام مخرب تر هستند؟
لینگین برخلاف سلولز، وقتی در معرض نور و اکسیژن هوا قرار می گیرد، ساختار مولکولی آن تغییر می کند. لینگین در اصل یک پلیمر است و متشکل از دسته ای از واحدهای مولکولی مشابه با هم و به هم پیوسته می باشد. در مورد لینگین واحدهایی که تکرار می شوند، در واقع الکل حاوی اکسیژن و هیدروژن با ذراتی از اتم های کربن هستند.
اما لینگین و تا حدی هم سلولز، مستعد اکسیداسیون هستند. به این معنا که آمادگی برداشت مولکول های اکسیژن اضافه را دارند و این مولکول ها سبب بروز تغییراتی در پلیمر می شوند. مولکول های اکسیژن اضافه شده، سبب شکستن اتصالاتی می شوند که در واقع نگهدارنده عناصر زیرمجموعه الکل با یکدیگر شده و مناطق مولکولی خاصی ایجاد می کنند که کروموفورز (Chromophores) – به یونانی به معنی حامل های رنگی – نام دارند. این حامل های رنگی طول موج های نوری خاصی را بازتاب می دهند که چشم ما آنها را به عنوان رنگ شناسایی و درک می کند. در مورد اکسیداسیون لینگین، بازتاب این رنگ در چشم ما زرد یا قهوه ای است.
رنگ قربانی استحکام کاغذ
لیون مک لندزبوروگ (Lynne McLandsborough) استاد و متخصص علوم غذایی در دانشگاه ماساچوست می گوید: «فرآیند اکسیداسیون در اینجا درست همان است که سبب قهوه ای شدن رنگ سیب هم می شود. بیشتر ما تجربه کرده ایم اگر سیبی که بریده شده و در هوای آزاد در آشپزخانه رها شده باشد، به سرعت رنگ زرد تیره به خود می گیرد. در واقع اکسیژن موجود در هوا هرگاه وارد بافت میوه ها شود آنزیم هایی به نام پلی فنل اکسیداز (PPO) تولید می کند که این ترکیبات ارگانیک ساده در پوست سیب وجود دارد. درست همین روند سبب فرآیند شیمیایی خاصی به نام او-کویینون (o-quinones) می شود که خود عامل ایجاد رنگ قهوه ای در ملانین و هم رنگدانه های تیره ای می شود که در پوست، مو و چشمان ما وجود دارد.»
به گفته ریچاردسون تولیدکنندگان معمولاً در کارخانه های تولید کاغذ می کوشند با استفاده از فرآیندهای تعادلی، لینگین را تا حد ممکن حذف کنند و در واقع هرچه لینگین بیشتری حذف شود، هم ماندگاری و هم سفیدی کاغذ نیز طولانی تر می شود اما در کاغذ روزنامه که با قیمت ارزان تری تولید می شود، میزان لینگین آن بیشتر از کاغذهای معمولی است که در صفحات کتاب بکار می رود. بنابراین کاغذ روزنامه بسیار سریع تر از کاغذهای دیگر زرد می شود.
شاید فکر کنید که لینگین واقعاً ماده مزاحمی در تولید کاغذ است که فقط سبب افزایش کار و هزینه می شود اما جالب این است که همین ماده یعنی لینگین، ماده مورد علاقه تولیدکنندگان کاغذ یا پاکت هایی است که به عنوان کیسه ها و پاکت های خرید در فروشگاه ها بکار می رود زیرا لینگین سبب سفتی و استحکام بیشتر این نوع پاکت ها می شود. این نوع کاغذها نه تنها هرگز سفید نمی شوند و از کاغذ روزنامه معمولی هم تیره تر می شوند، بلکه به اندازه کافی محکم هستند تا بتوانند انواع کالاها از جعبه های شیر گرفته تا دیگر مواد غذایی روزانه را نگه دارند.
به گفته ریچاردسون از لحاظ نظری شما می توانید کتابچه های درسی دوران تحصیل خود را به همان حالت سال های گذشته حفظ کنید اما به شرطی که آنها را از اکسیژن و نور دور نگه دارید. در واقع اکسیژن و نور دو دشمن مهم برای کاغذها و کتاب ها هستند. بنابراین برای نگهداری و افزایش ماندگاری کتاب ها، بهتر است آنها را تا حد امکان در محفظه هایی کاملاً مهر و موم شده نگه دارید که عاری از اکسیژن باشند و به جای آن با نیتروژن و گاز آرگون پُر شده باشند. با این روش کتاب های شما کمتر دستخوش واکنش های شیمیایی می شوند و در نتیجه کتاب ها سالم تر می مانند.
علاوه بر اکسیژن و نور، رطوبت هم می تواند آثار منفی زیادی بر وضعیت کتاب ها داشته باشد اما ظاهراً اکسیژن بیشترین عوارض را دارد. هر کتابی که در معرض اکسیژن باشد زرد خواهد شد حتی اگر در جای تاریک نگهداری شود، زیرا اکسیژن روند اکسیداسیون را تشدید خواهد کرد.
کسب اطمینان از اینکه روزنامه ها، کتاب ها و اسناد تاریخی همچنان سالم و یکنواخت و قابل خواندن بمانند، امروزه موضوع مهمی است. از این رو آرشیویست ها و کتابداران و مسئولان بایگانی اسناد، درگیر جنگی دائمی علیه عوامل اکسیداسیون و پوسیدگی کاغذها هستند. حفظ اسناد و مدارک تاریخی و بطورکلی هرگونه سند غیر دیجیتال، نیازمند آگاهی عموم مردم از فاکتورهای محیطی و عوامل مخربی است که می تواند به تولیدها و اسناد کاغذی آسیب بزند یا روند تخریب آن را تسریع کند.
منابع
مقاله علمی و آموزشی «چرا رنگ کاغذها به مرور زمان زرد می شود؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله وب سایت Live Science، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.
