Ragasztó és rágógumi – a természetes anyagok kémiája a régészetben
Ha eltörünk egy tányért, összeragasztjuk. Ha lekopott a kerítés, újra befestjük. A kellemetlen szagot légfrissítõkkel, illatszerekkel rejtjük el. A baktériumok és betegségek ellen fertõtlenítõszerekkel és orvosságokkal védekezünk. Ugyanezt azonban már a régiek is megtették. Legfeljebb más – természetes – anyagokat használtak, amelyek egyetlen alapvetõ ponton különböznek a szerves maradványoktól: nem mutatják a csontra, magokra, fára és bõrre jellemzõ sejtszerû szerkezetet.
A régészetben a természetes anyagok kémiáját hívják segítségül, hogy az ásatasok során elõkerülõ, amorf szerves anyagokat jellemezzék, megállapítsák eredetüket, feltérképezzék használatukat. Az analitikai vizsgálatok számos kromatográfiás és spektroszkópiai eljárást használnak. A gázkromatgráfia, majd a gázkromatográfia/tömegspektrometria (GC/MS) alkalmazása például sokféle élelmiszer, az infravörös spektroszkópia többek között a borostyán azonosítására szolgálhat.
Alkalmazások
A régészeti leletek elemzése során kimutattak
például növényi és állati eredetû
festékeket, növényektõl és rovaroktól
származó viaszokat, növényi gyantákat
és gyantákból készített kátrányokat.
A régészeket
és a laikusokat is régóta foglalkoztatja az egyiptomi
mumifikálás
mûvészete. Az egyre bonyolultabb analitikai eljárások
nyomán mind több olyan anyagról szerzünk tudomást,
amelyet a balzsamozáshoz használtak a különbözõ
korokban. Egy római periódusból származó
egyiptomi múmia GC/MS és tandem gyors atombombázásos
tömegspektrometriás vizsgálata kimutatta, hogy balzsamozó
folyadékként fenyõgyantát és bitument
használtak. A manchesteri múzeum munkatársai egy múmia
pólyáját vizsgálták kromatográfiás
eljárással, és méhviaszt, bitument, növényi
eredetû galbánummézgát és tamarinduszkivonatot
mutattak ki. A vizsgálatok szerint a külsõ rétegeket
állati eredetû ragasztóval rögzítették,
noha a feljegyzések szerint a mumifikáláshoz nem használtak
állati eredetû anyagokat.
Számos olyan természetes anyagot elemeztek, amelyek a hajótörtések után fennmaradt roncsokból származnak, mert a szerves anyagokat jobban konzerválja a sós, tengeri környezet, mint a száraz levegõ. Megállapították például, hogy a Kr. e. IV. és a Kr. u. VII. századi, földközi-tengeri roncsokról elõkerült cserépedények bélése és zárótömítése s a hajók szerkezeti faanyagának impregnálószere fenyõszurok. Újabban megpróbálták kideríteni, hogy a szurkot a gyanta hevítésével vagy a fa pirolízisével gyárották-e. Egy edény alján hevítetlen fenyõgyantát találtak, de ez annak a gyantának a maradéka lehetett, amelyet ízesítés miatt kevertek a borhoz.
A délkelet-ázsiai, XV–XVII. századi hajóroncsok vizsgálata arra utal, hogy hevítetlen gyantát szintén használtak tömítésre és impregnálásra. A fõként triterpénekbõl álló gyantát Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiával és GC/MS módszerrel azonosították. Három lezárt edény másfajta gyantát is rejtett. Ez a gyanta feltehetõen a Styrax benzoin fából származott és áruként szállíthatták. Történelmi és néprajzi források szerint fontos illatszer és orvosság volt, és feltehetõen már a XIII. századtól kereskedtek vele.
A Pennsylvaniai Egyetemen többféle roncsolásmentes analitikai módszerrel állapították meg egy bíborfesték eredetét, amelyet Kr. e. XIII. századi, libanoni edények belsejében találtak. Kiderült, hogy az edényekben az a híres antikbíbor volt, amelyet a bíborcsiga váladékából vontak ki. Egyetlen gramm festékhez mintegy tízezer állatot használtak fel.
A neolitikumi kátrány
Egy mocsaras, neolitikumi településrõl, a mai Németország
területérõl származó cseréptöredéken,
csont- és kõszerszámon fekete vagy barna, amorf, kátrányszerû
lerakódást fedeztünk fel. Több mint 70 minta infravörös,
gázkromatográfiás és GC/MS-vizsgálata
kimutatta, hogy számos lelet pentaciklusos triterpént tartalmaz,
és minden oldószeres extraktum legfontosabb komponense a
betulin (lup-20(29)-én-3b,28-diol). Ismert,
hogy ezek a triterpének a nyírfa (Betula pendula) külsõ
kérgében is elõfordulnak. A betulin igen hõálló,
ezért nem kizárt, hogy a kéreg pirolizátumában
is változatlan formában fordul elõ. A leleteket ismert
eredetû kátrányokkal hasonlítottuk össze
(többek között olyan anyaggal, amelyet a nyírfa kérgének
destruktív desztillációjával nyertek), s az
adatok alapján arra lehet következtetni, hogy az õsi
kátrány nyírfakéregbõl származik.
Ezt az anyagot sokfelé használták az õsi Európában,
és több svéd és szlovéniai leleten is
kimutatták már. Késõbb, a római birodalom
idején és a középkorban is alkalmazták,
sõt a mesterséges ragasztók megjelenéséig
Európa egyes részein fontos árucikk volt. A nyírfakéreg
kátrányon kívül más fakátrányok
is elõtûntek a leleteken, az egyik edény belsejében
pedig méhviaszt találtunk.
A méhviaszban található viaszészterek és egy cserépre tapadt neolitikumi lelet extraktumának gázkromatogram-részlete. C40 ... C50 40 ... 50 szénatomot tartalmazó viaszésztereket jelöl
A kátrány felhasználása
Kátránnyal ragasztották meg a törött
edényeket, fésûket, ezzel erõsítették
a kõszerszámokat fa- vagy agancsnyélre. Nyírfakéreg
kátránnyal impregnálták a halász- és
vadászhálókat, és a cserépedények
lyukacsos falát ugyanúgy zárták le ezzel az
anyaggal, mint késõbb az amforákat gyantával
és fenyõkátránnyal. A mai Dél-Németország
egyik vidékérõl kilenc olyan nyírfakéreg
kátránylelet került elõ, amelyben emberi fogak
lenyomatai láthatók. A kátrányt a leftételezések
szerint rágógumiként használták Európában:
komponensei enyhe fertõtlenítõ- és fádalomcsillapító
szerként szolgálhattak. A középkorban gyógyszerként
ajánlották bõr- és torokbajok orvoslására.
Az erdészet a nyírfakérget ma csekély értékû
hulladéknak tartja.
A Chemistry and Industry nyomán