لماذا تتحول صفحات الكتب إلى اللون الأصفر على مدار الوقت؟

إذا نظرت إلى قصاصات الصحف القديمة، والوثائق الورقية القديمة، والكتب التي تجاوزت مراحلها الرئيسية، فسوف تلاحظ أن من المحتمل أن يكون لها مسحة صفراء. لكن لماذا تحول المنتجات الورقية القديمة هذا اللون الذهبي؟

ليس الأمر أن الكتب تفضل أن تكون شقراءاً، بل أن الورق مصنوع من مكونات صفراء مع مرور الوقت يتغير لونها او على الأقل عندما تكون معرضة للأكسجين، كما قالت سوزان ريتشاردسون، أستاذة الكيمياء في جامعة ساوث كارولينا، لعلوم لايف.

معظم الورق مصنوع من الخشب، الذي يتكون بشكل كبير من السليلوز ومكون من الخشب الطبيعي يسمى اللجنين الذي يعطي جدران الخلايا النباتية الأرضية صلابة ويجعل الخشب قاسيًا وقويًا. السليلوز – مادة لا لون لها – هو جيد بشكل ملحوظ في عكس الضوء، مما يعني أننا نعتبرها بيضاء. هذا هو السبب في ان الورق – بما في ذلك صفحات كل شيء من ورقة الموسيقى إلى القواميس – عادة ما يكون أبيض.

ولكن عندما يتعرض اللجنين للضوء والهواء المحيط به، يتغير هيكله الجزيئي. اللجنين هو بوليمر، بمعنى أنه مبني من دفعات من نفس الوحدة الجزيئية المرتبط بعضها ببعض. في حالة اللجنين، هذه الوحدات المتكررة هي كحوليات تتكون من الأكسجين والهيدروجين مع عدد قليل من ذرات الكربون التي ألقيت، حسبما قالت ريتشاردسون.

لكن اللجنين، وفي جزء منه سليلوز، عرضة للأكسدة – بمعنى أنه يأخذ بسهولة جزيئات الأكسجين الإضافية، وتغير تلك الجزيئات بنية البوليمر. تكسر جزيئات الأكسجين المضافة الروابط التي تحوي تلك الوحدات الفرعية للكحول معًا، مما ينشئ مناطق جزيئية تسمى chromophores. تعكس Chromophores (التي تعني “حاملات الألوان” باللغة اليونانية) بعض الأطوال الموجية للضوء التي تراها أعيننا كاللون. في حالة أكسدة اللجنين، هذا اللون أصفر أو بني.

الأكسدة مسؤولة أيضا عن تفحم شرائح التفاح عندما تترك في زاوية المطبخ. يدخل الأكسجين في الهواء إلى نسيج الثمرة، وتؤكّد الإنزيمات المسماة polyphenol oxidase (PPO) polyphenols (مركبات عضوية بسيطة) في جلد التفاحة، حسبما قالت لين ماكلاندسبورو، أستاذة علوم الأغذية في جامعة ماساتشوستس أمهرست، في مجلة Scientific American. وتنتج هذه العملية مواد كيميائية تسمى o-quinones تنتج بعد ذلك مادة الميلانين ذات اللون البني – الصباغ الداكن الموجود في الجلد والعينين والشعر.

عادة، يحاول مصنعو الورق إزالة أكبر كمية ممكنة من اللجنين باستخدام عملية التبييض، وفقًا لريتشاردسون. كلما ازدادت اللجنين التي تمت إزالتها، كلما ظلت الورقة بيضاء. لكن الصحيفة – التي صنعت بثمن بخس – تحتوي على الكثير من اللجنين أكثر من صفحات الكتب المدرسية لذلك يتحول لونها الى الأصفر بسرعة

ومن المثير للاهتمام، أن منتجي أكياس البقالة المصنوعة من الورق البني وصناديق الشحن من الكرتون يستفيدون من اللجنين لأنها تجعل منتجاتهم أكثر ثباتاً. لا يتم تبيض هذه المنتجات الورقية، مما يجعلها أكثر قتامة من جريدة عادية، ولكنها أيضا قوية بما فيه الكفاية لإعطاء حقيبة تحمل كرتونة حليب وغيرها من محلات البقالة قوتها.

وفقا لريتشاردسون، من الناحية النظرية، يمكنك الحفاظ على حالة كتاب الطلاب في المدرسة الثانوية، بشرط أن تبقي كل من الأكسجين والضوء بعيدين عنه.

“الأكسجين هو العدو”، قالت. “احتفظ بالكتاب في صندوق مغلق تمامًا واستبدل الأكسجين بالنيتروجين أو الأرجون أو أي عنصر خامل آخر [بمعنى أنه لا يمر بسهولة بتفاعلات كيميائية].

لكن في حين أن الظروف الغنية بالأكسجين سيئة للورق، فإن أشعة الشمس ومستويات الرطوبة العالية يمكن أن تؤثر سلبًا أيضًا على الحفاظ على الورق، كما أشارت ريتشاردسون. على سبيل المثال، أي كتاب محاط بالأكسجين سوف يكون أصفر، حتى إذا تم الاحتفاظ به في غرفة مظلمة. وقالت “إن ضوء الشمس يعمل على تسريع عملية الأكسدة”.

لذلك المحافظون وأمناء المكتبات يشنون حربًا مستمرة ضد تدهور الورق والأكسدة. إن الحفاظ على الوثائق التاريخية الهامة يتطلب إدراكًا للعوامل البيئية التي يمكن أن تلحق الضرر بالمنتجات الورقية.

ترجمة: نسرين نزار

المصادر: 1