„Zink C“ ist entschlüsselt

Im Rahmen der Dissertation von Andrea Fischer, akademische Mitarbeiterin im Studiengang Objektrestaurierung an der ABK Stuttgart, wurde die „Glasinduzierte Metallkorrosion an Museums-Exponaten“ untersucht

Glaskorrosion ist ein Thema der Ratgeberliteratur geworden seitdem es Geschirrspülmaschinen gibt. Dabei sind nicht die Spülmaschinen das Problem, sondern die individuelle Zusammensetzung des Glases. Vor allem der Gehalt an Natrium, Kalium, Calcium, Bor und Barium hat Einfluss auf die Korrosionsanfälligkeit. Diese Bestandteile bilden Oxide, die das Glas schädigen. Das wissen natürlich  auch alle, die mit historischen Glas zu tun haben. Denn das enthält oft zu hohe Anteile an Kalium- und Calciumoxid, so dass sich vor allem Glasfenster des 11. bis 16. Jahrhunderts zersetzen.

Dass Glaskorrosion auch für Metallkorrosion verantwortlich ist, mag bereits beobachtet worden sein. Systematisch erforscht werden solche Korrosionsprodukte auf Kulturgut erst seit 20 Jahren von Gerhard Eggert, Professor im Studiengang Objektrestaurierung der Staatlichen Akademie der Bildenden Künste Stuttgart (ABK Stuttgart). In diesem Studiengang schrieb Andrea Fischer ihre Dissertation über „Glasinduzierte Metallkorrosion an Museums-Exponaten“. Andrea Fischer, akademische Mitarbeiterin im Studiengang Objektrestaurierung, stellt in der Zusammenfassung ihrer Arbeit fest, dass glasinduzierte Metallkorrosion „bislang als ein ungewöhnliches und seltenes Schadensphänomen“ galt. Doch die umfangreiche Bestandsaufnahme im sogenannten GIMME-Projekt (s. RESTAURO 1/2012) zeichnet ein ganz anderes Bild. Danach ist eine große Anzahl von Museumsobjekten, bei denen Glas und Metall kombiniert wurden, durch diese Korrosionsform des Metalls geschädigt.

„Das Spektrum beinhaltet Maleremailtafeln auf Kupfer aus dem 15. und 16. Jahrhundert ebenso wie frühe Goldschmiedearbeiten mit Emailarbeiten oder japanische Cloisonnévasen des 19. Jahrhunderts. Auch bei Hohlgläsern mit Metallmontierungen, bei Reliquiaren mit gefassten Edelsteinimitationen aus Glas, bei Brautkronen mit Glasperlen, bei Christbaumkugeln oder bei Schmuck und Knöpfen mit Glaseinlagen wurde das Schadensphänomen gefunden“, zählt Andrea Fischer auf. Außerdem fand sie Veränderungen der Metalle an Miniaturmalereien, Daguerreotypien und Taschenuhren. Insgesamt wurden mehr als 250 Objekte untersucht und ihre Korrosionsprodukte vor allem mit Hilfe der μ-Raman-Spektroskopie analysiert.

Andrea Fischer fand dabei heraus, dass sich auf diesen glasnahen Metallen vor allem Formiate, also Salze der Ameisensäure, befinden. Kupferformiate sind bekannt, doch Messing, das häufig wegen seiner goldenen Farbe bei den oben genannten Objekten verwendet wird, enthält neben Kupfer auch Zink. Bei der Analyse der Zinkverbindungen fiel auf, dass es neben Zinkformiat sechs weitere zinkhaltige Korrosionsprodukte gab, die bisher unbekannt waren. Fischer nannte sie „Zink C“. Sie waren mit herkömmlichen Nachweismethoden nicht zu identifizieren.

Doch nachdem Sebastian Bette, akademischer Mitarbeiter der Akademie der Bildenden Künste Stuttgart im DFG- Forschungsprojekt „Auf der Suche nach der Struktur“ am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart-Büsnau, sich der Analyse annahm, konnten Ergebnisse vorgelegt werden. Denn das Max-Planck-Institut ist auf die Bestimmung von Kristallstrukturen spezialisiert. Dazu wird die Beugung von Röntgenstrahlen durch das zu analysierende Material gemessen. Obwohl Andrea Fischers „Zink C“ sehr viele Atome enthält, was die Analyse erschwerte, konnte Sebastian Bette die Zusammensetzung des Stoffes ermitteln. Es ist ein basisches Zink-Kupferformiat mit unterschiedlichem Zink- und Kupferanteilen. Seine Formel lautet: Zn4Cu3(Zn1–xCux)6(HCOO)8(OH)18·6(H2O).

Veröffentlicht wurde das Ergebnis der Forschungen im aktuellen Heft des „European Journal of Inorganic Chemistry“ (7/2019). Aber nicht nur das. Der Forschungsbericht steht als „Important Paper“ sogar auf dem Titel des Heftes. Nach Angaben der ABK Stuttgart ist es bereits das dritte Mal innerhalb eines Jahres, dass Forschungen des Studiengangs auf dem Titel bedeutender Fachorgane erscheinen. „Ein toller Erfolg für das Teamwork im Studiengang Objektrestaurierung, mehr hätte ich mir zum Abschluss meiner Zeit als Lehrstuhlinhaber wissenschaftlich nicht wünschen können“, sagte Gerhard Eggert anlässlich dieser erfolgreichen Veröffentlichung.