В данной статье представлен набор методов реконструкции ископаемых образцов с использованием композитов из бумажной смолы. Эти композиты изготавливаются путем сочетания архивной бумаги с термопластичными смолами, обычно используемыми в лабораториях по подготовке окаменелостей. Полученные легкие композиты придают образцам долговременную стабильность, сохраняя при этом пригодность для радиологического анализа.
Методическая статья
Использование архивной японской бумаги и термопластичных смол для подготовки окаменелостей к хранению, демонстрации, транспортировке и рентгенографии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Кодзо васи — это архивная бумага, обычно используемая при консервации музейных предметов. Эта бумага может быть объединена с широко используемыми архивными клеями для получения легких композитов из натуральных волокон и термопластичной смолы, которые могут быть использованы при подготовке окаменелостей. В отличие от обычных гипсовых составов, эпоксидных смол или металлических подложек, бумажно-смоляные композиты легко реверсируются и изготавливаются из архивных материалов, поэтому соответствуют современным стандартам консервации.
Мы представляем новый «метод Мэйборна», набор методов для реконструкции ископаемых образцов, сохраняя при этом пригодность для рентгенографических исследований. Композит из бумажной смолы используется для заполнения зазоров между фрагментами, усиления точек контакта, а также для монтажа акриловых стоек внутри образцов, создавая внутренние структурные опоры. Образцы, изготовленные из этих композитов, могут выдерживать ориентацию в нескольких плоскостях для оптимальной визуализации во время рентгеновского анализа и компьютерной томографии. Если образец стал достаточно прочным, чтобы выдержать обращение, его можно упаковать для транспортировки в полиэтиленовую пену и стрейч-пленку, которая может оставаться на месте во время рентгенографии.
Эти методы могут быть интегрированы во весь процесс сохранения окаменелостей, от применения в полевых условиях до подготовки к демонстрации. Эти композиты достаточно прочны, чтобы выдерживать большие, тяжелые образцы, но при этом могут соответствовать контурам маленьких, хрупких образцов. Важно отметить, что эти методы могут стабилизировать «субископаемый» материал, расширяя возможности для исследований этих хрупких образцов.
Введение
Палеонтологическая работа должна уравновешивать потребности исследователя с долговременной сохранностью образцов 1,2. Неразрушающие методы предпочтительны при подготовке окаменелостей позвоночных к демонстрации или исследованию, и значительные усилия были направлены на разработку менее инвазивных альтернатив традиционным, разрушающим методам 2,3,4. Например, компьютерная томография (КТ) с высоким разрешением может сочетаться с 3D-печатью, чтобы свести к минимуму обработку образцов, обеспечивая альтернативу традиционному литью/литью 2,5,6. Другой пример: синхротронная микротомография является неразрушающей альтернативой гистологическому забору 2,5,6,7,8. Кроме того, достижения в области оборудования и технологий сделали КТ жизнеспособным вариантом для все более крупных образцов 2,4,6,9.
Геологически более молодые образцы кайнозоя, особенно четвертичного периода, часто являются не- или минимально перминерализованными («субископаемыми»). По этой причине крупные кайнозойские окаменелости могут быть недостаточно представлены в исследованиях КТ. Несмотря на то, что количественно оценить, как часто образцы исключаются из анализа, сложно, поскольку об этих решениях редко сообщается, можно оценить погрешности в типах сканируемых образцов, изучив опубликованные материалы профессиональных конференций, которые служат моментальным снимком текущей работы в данной области.
Были изучены тезисы докладов на ежегодных собраниях Общества палеонтологии позвоночных (SVP) за 2022 год10, 11 2023 года и12 года 2024 года, а также были сведены в таблицы презентации новых данных КТ. Презентации с использованием только ранее существовавших данных КТ не были включены. Если в нескольких презентациях используются одни и те же данные, включается только одна презентация. Когда презентация включала данные более чем одного геологического возраста, она классифицировалась по самому старому отсканированному образцу. Это не привело к тому, что какие-либо кайнозойские окаменелости (досовременные образцы) были исключены из окончательных подсчетов.
При первоначальном рассмотрении данных КТ, представленных на ежегодных собраниях SVP с 2022 по 2024 год, кайнозойские таксоны представляются хорошо представленными (Рисунок 1). Например, в 2024 году 29 презентаций были посвящены кайнозойским таксонам, по сравнению с 34 презентациями, посвященным мезозойским таксонам. В 2023 г. количество презентаций кайнозойских таксонов превысило количество мезозойских таксонов. Тем не менее, за каждый из исследуемых лет около трети данных КТ для кайнозойских таксонов относятся к современным образцам. Кроме того, к досовременным кайнозойским образцам относятся преимущественно микропозвоночные, зубы или особо прочные кости, такие как позвонки и дистальные фаланги. Из 219 рассмотренных презентаций только три включали новые данные компьютерной томографии крупных кайнозойских окаменелостей: частичный бивень мамонта, представленный в 2022 году, плечевая кость мамонта, представленная в 2024 году (обсуждается в этом исследовании), и череп Uintatherium , представленный в 2024 году (Приложение 1). Скудность данных по крупным, хрупким окаменелостям предполагает необходимость устранения препятствий для компьютерной томографии этих образцов.
Рисунок 1: Презентации на ежегодных собраниях Общества палеонтологии позвоночных, 2024, 2023 и 2022 годы. Информация была собрана из аннотаций, и по мере необходимости к авторам обращались за разъяснениями. Презентации были классифицированы по самому старому отсканированному образцу; кайнозойские окаменелости не были удалены с помощью этого метода (см. Приложение 1 для получения полной информации). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Одним из препятствий для компьютерной томографии окаменелостей является долговечность; Образцы должны выдерживать транспортировку, погрузочно-разгрузочные работы и позиционирование 1,2,9. Некоторые исследователи предпочитают использовать медицинские компьютерные томографы, которые созданы для получения изображений человеческого тела. Медицинские компьютерные томографы позволяют исследователям удерживать образцы в горизонтальном положении, что снижает вероятность повреждения в 3,4 раза. Однако медицинские компьютерные томографы не могут вместить образцы размером больше обычного человека. Те, кто исследует крупные таксоны, такие как китообразные13 или хоботные6, сообщают об исключении образцов или ограничении изображений частичными сканированиями из-за ограничений по размеру медицинских компьютерных томографов. Промышленные компьютерные томографы могут работать с более крупными образцами, а также получать изображения с более высоким разрешением, чем их медицинские аналоги 3,4. Для этого крупные образцы обычно ориентируются вертикально на поворотном столе, вращая образец вокруг его самой длинной оси во время сканирования неподвижными приборами9. Учитывая эти параметры, из томографических исследований могут быть исключены образцы, которые одновременно слишком велики для медицинских компьютерных томографов и слишком хрупки, чтобы выдержать вертикальную ориентацию в промышленном компьютерном томографе.
Еще одним препятствием для компьютерной томографии и рентгенографии в целом заключается в том, что необходимо избегать материалов с высокой степенью ослабления. Эти материалы могут закрывать доступ к деталям или создавать артефакты, которые представляют собой искажения, которые могут быть проблематичными во время анализа. Материалы высокой плотности, такие как кость и многие минералы, увеличивают вероятность артефактов упрочнения луча14. В большинстве случаев упрочнение луча создает «ореол» по периферии объекта, создавая ложное впечатление, что внешний край имеет более высокую плотность, чем внутренний 4,14. В более экстремальных примерах артефакты луча могут заставить объект казаться меньше и/или тоньше, чем действительность15. Другие сильно ослабляющие материалы, такие как металлы, могут создавать артефакты полос или звездообразования, которые блокируют детали 2,3,4,9,16,17.
Ни один из этих артефактов не может быть полностью исключен при сканировании окаменелостей, так как кости окаменелостей особенно плотные и могут быть перминерализованы. Тем не менее, исключение определенных материалов из процесса подготовки окаменелостей может предотвратить создание каких-либо дополнительных артефактов. Традиционно препараторы армировали хрупкие образцы такими материалами, как дерево, металл, гипсовые соединения (штукатурка Парижская, «водяная шпатлевка» и т.д.) и/или двухкомпонентные эпоксидные шпатлевки 1,2,5,18,19. Эти материалы позволяют хранить образцы или выставлять их на обозрение в течение длительного времени, но они могут производить артефакты, описанные выше, что может ограничить возможность использования радиографических методов исследования. Кроме того, попытки удалить наполнители, такие как гипсовые компаунды или эпоксидные шпатлевки, могут нанести непоправимый вредобразцу20. Движение по подготовке окаменелостей с использованием обратимых материаловархивного качества 1,18,21 может устранить препятствия как для транспортировки, так и для визуализации.
Кодзо васи – это кустарная японская бумага, используемая при строительстве таких традиционных предметов, как подвесные свитки и раздвижные двери 22,23,24. Эта статья полезна при консервации артефактов и объектов естественной истории благодаря своей прочности и гибкости23. Термопластичные смолы также широко используются в консервационных работах. Например, акриловое «стекло» (полиметилметакрилат) считается инертным материалом21. Множество других термопластичных смол (В-72, В-76, В-98 и т.д.) повсеместно используются в лабораториях подготовки окаменелостей 1,18,20,25,26.
В результате экспериментов по сочетанию бумаги козо с термопластичными смолами были получены композиционные материалы, способные заменить использование гипсовых составов и эпоксидных шпатлевок в стабилизирующих образцах 23,27,28,29. Этот композит натуральных волокон в смоляной матрице может быть использован для создания «бандажей», которые имеют применение для заполнения зазоров, подложки и облицовки. Композит также можно комбинировать с акриловыми опорами, чтобы создать альтернативу арматуре из дерева или металла. Эти методы решают проблемы как в области долгосрочной консервации, так и в палеонтологических исследованиях: метод обратим, а материалы легкие, архивного класса 23,27,28 и радиопрозрачные (не мешают рентгеновской или компьютерной томографии)30.
Для целей следующих протоколов адгезив представляет собой термопластичную смолу, растворенную в ацетоне или этаноле, обычно в соотношении 1:1, для создания высоковязкого раствора для «склеивания» двух фрагментов вместе. Консолидмент представляет собой более разбавленный раствор термопластичной смолы в ацетоне или спирте (соотношение 1:4 или 1:5), который наносится на образец для его затвердевания или затвердевания 25,26. Бумага классифицируется по весу, который выражается в граммах на квадратный метр (GSM). Полный список материалов с поставщиками см. в Таблице материалов.
Протокол
1. Внутренние бандажи (подложка)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод усиливает шов между двумя фрагментами, не влияя на внешний вид образца (Рисунок 2A).
- Выберите лучшую бумагу для козо для подачи заявки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Плотная бумага (30-50 GSM) придаст большую прочность большим площадям. Тонкая бумага (≤ 15 GSM) лучше всего подходит для ограниченного пространства. - Разложите инструменты: бумагу, пинцет, клей, консолидирующее средство, ацетон и инструменты по выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров).
- Определитесь с размером бандажа необходимо: он должен быть длиной шва между двумя осколками и 0,5-2,0 см в ширину.
- Разорвите бумагу, а не режьте ее, до нужного размера. Измельчите края, аккуратно потянув за волокна. Прежде чем продолжить, проверьте посадку бумаги.
- Нанесите слой клея на целевую область на окаменелости.
ВНИМАНИЕ: Клей, содержащий ацетон или этанол, легко воспламеняется; Держите подальше от огня. Это может вызвать раздражение дыхательных путей; Используйте в хорошо проветриваемом помещении. Он также может раздражать глаза и/или кожу; Избегайте контактов и используйте средства индивидуальной защиты. - Нанесите бумагу на клей. Крепко удерживайте его на месте, способствуя тому, чтобы клей влился в текстуру окаменелости. Если пространство слишком мало для использования пальцев, удерживайте бумагу на месте с помощью такого инструмента, как зубочистка, бамбуковая шпажка или пинцет (рисунок 2B).
- С помощью зубочистки, тампона, смоченного в ацетоне, или кисти, смоченной в ацетоне, проработайте волокна по краям бумаги в текстуру окаменелости (Рисунок 2C).
- По возможности пропитайте бумагу консолидатом; Как правило, достаточно 1 или 2 капель на квадратный сантиметр. Дайте бинту (бинтам) высохнуть, прежде чем перемещать образец или накладывать дополнительные слои.
ВНИМАНИЕ: Консолидирующее вещество, содержащее ацетон или этанол, легко воспламеняется; Держите подальше от огня. Это может вызвать раздражение дыхательных путей; Используйте в хорошо проветриваемом помещении. Он также может раздражать глаза и/или кожу; Избегайте контактов и используйте средства индивидуальной защиты.
Рисунок 2: Демонстрация наложения внутренней повязки при бедренной кости мамонта. (А) Иллюстрация наложения внутренней повязки на трабекулярную кость. (B) С помощью пинцета поместите плотную бумагу козо на линию клея. (C) С помощью ватного тампона, смоченного в ацетоне, разгладьте волокна бумаги в трабекулярной кости. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
2. Внешние бандажи (облицовочные)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод укрепляет швы и уплотнения в крошащихся краях хрупкого материала (Рисунок 3A). Ремонт может быть виден.
- Выберите лучшую бумагу для козо для подачи заявки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Плотная бумага (30-50 GSM) придаст большую прочность большим площадям. Тонкая бумага (≤15 GSM) лучше всего подходит для ограниченного пространства. - Разложите инструменты: бумагу, пинцет, клей, консолидирующее средство, ацетон и инструменты по выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров).
- Определитесь с нужным размером бандажа: он должен быть длиной шва между двумя осколками и шириной 0,25-1,0 см.
- Разорвите бумагу, а не режьте ее, до нужного размера. Измельчите края, аккуратно потянув за волокна. Прежде чем продолжить, проверьте посадку бумаги.
- Нанесите широкий тонкий слой клея на целевую область на окаменелости.
- Поместите бумагу пинцетом (рисунок 3B).
ПРИМЕЧАНИЕ: Бумага будет пригодна для работы в течение 1-2 минут. - С помощью зубочистки, тампона, смоченного в ацетоне, или кисти, смоченной в ацетоне, аккуратно вдавите бумагу в контуры образца и разгладьте волокна по краям бумаги (Рисунок 3C). Если какой-то инструмент начинает прилипать к материалам, отложите его в сторону и начните использовать новый инструмент.
- Удаляйте пузырьки воздуха по мере их образования, перемещая их к краям повязки с помощью зубочистки.
- Как только бумага будет на месте, пропитайте ее консолидатом; Как правило, достаточно 1 или 2 капель на квадратный сантиметр. Дайте ему высохнуть, прежде чем перемещать образец.
Рисунок 3: Демонстрация наложения наружной повязки на позвонок мамонта. (A) Иллюстрация наложения наружной повязки на кортикальную кость. (Б) С помощью пинцета поместите тонкую бумагу козо на пятно клея. (В) С помощью деревянной зубочистки вдавить бумагу в контуры кортикальной кости. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
3. Патчи
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод охватывает небольшие трещины и зазоры на внешней стороне окаменелости. Рассмотрите возможность зенкования заплатки, а не располагайте ее заподлицо с поверхностью, чтобы заплатанные участки были хорошо видны на любых будущих формах/слепках (Рисунок 4A).
- Разложите инструменты: бумагу, пинцет, клей, консолидирующее средство, ацетон и инструменты по выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров).
- Выберите плотную бумагу кодзо (30-50 GSM) для этого приложения. Разорвите бумагу, а не разрезайте ее, в общую форму зазора, только немного большего (рисунок 4В). Измельчите края, аккуратно потянув за волокна. Прежде чем продолжить, проверьте посадку бумаги.
- Нанесите клей на внутренний край зазора на образце.
- Поместите бумагу с помощью пинцета.
ПРИМЕЧАНИЕ: Бумага будет пригодна для работы в течение 1-2 минут. - С помощью пинцета или зубочистки аккуратно протолкните бумагу в зазор так, чтобы края бумаги зацепились за клей (рисунок 4C). Разгладьте волокна наружу зубочисткой, тампоном, смоченным в ацетоне, или кистью, смоченной в ацетоне. Если какой-то инструмент начинает прилипать к материалам, отложите его в сторону и начните использовать новый инструмент.
- Как только бумага будет на месте, пропитайте ее консолидатом; Как правило, достаточно от 1 до 2 капель на квадратный сантиметр. Дайте ему высохнуть, прежде чем перемещать образец.
- Как только композит высохнет, при необходимости добавьте дополнительные слои.
Рисунок 4: Демонстрация наложения пластыря на позвонок мамонта. (A) Иллюстрация размещения патча ниже плоскости внешней поверхности. (B) Проверка размера заплатки из бумаги кодзо по участку, нуждающемуся в ремонте. (В) С помощью пинцета закопать заплатку, прижав ее к внешней поверхности окаменелости. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
4. Изготовление рабочего места для конструирования прокладок и стоек
- Выберите полиэтиленовый пакет нужного размера.
- Выберите материал для создания лотка, например, дерево, пенополиэтилен или гофропластик. Нарежьте материал до размера, который поместится внутрь полиэтиленового пакета.
- Вставьте лоток в пакет и закройте его. Плотно натяните одну сторону пакета и прикрепите его к нижней стороне лотка, чтобы создать натянутую верхнюю поверхность (рисунок 5).
Рисунок 5: Типичное рабочее пространство. (А) Баночка с зубочистками и ватными палочками. (B) Бутылка из полиэтилена высокой плотности (ПНД) с ацетоном. (В) Бутылка с клеем из полиэтилена высокой плотности. (D) Бутылка с консолидателем из полиэтилена высокой плотности. Резиновые ленты улучшают сцепление при открывании бутылки. (E) Тонкий пинцет. (F) Плотная бумага кодзо. (G) Холщовый мешок, наполненный песком, для позиционирования образцов. (H) Ножницы. (I) Рабочее место из вспененного полиэтилена внутри полиэтиленового пакета. (J) Бамбуковая вертелка. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
5. Изготовление прокладок
ПРИМЕЧАНИЕ: Прокладки совместимости могут быть созданы заранее, чтобы они были готовы к использованию в случае необходимости (Рисунок 6A). Храните их в жесткой таре, чтобы сохранить форму.
- Выберите плотную бумагу кодзо (30-50 GSM) для этого приложения. Разорвите бумагу козо, а не разрезайте ее, на кусочки размером 1 см х 2 см.
- Разложите инструменты: рабочую станцию, бумагу, зубочистки, клей, консолид, ацетон (примеры см. в таблице материалов ). Инструкции по изготовлению рабочей станции см. в шагах с 4.1 по 4.3.
- Плотно оберните лист бумаги вокруг новой чистой зубочистки (рисунок 6B). Сдвиньте получившуюся трубку с зубочистки и положите ее на рабочую станцию.
- Пропитайте бумажные тубы консолидатом, по 2 или 3 капли на прокладку, и дайте им высохнуть.
Рисунок 6: Создание прокладок. (A) Прокладки, предназначенные для использования в будущем. (Б) Скатайте плотную бумагу кодзо вокруг зубочистки, чтобы получилась прокладка. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
6. Изготовление акриловых стоек
ПРИМЕЧАНИЕ: Акриловые стойки могут быть созданы заранее, чтобы они были готовы к использованию при необходимости.
- Определите необходимый размер.
- Если вы заранее создаете универсальные распорки, сделайте разнообразные распорки шириной 1 см и длиной 3-5 см.
- При создании стойки для конкретного образца измерьте высоту пространства, в котором будет размещена стойка (подробнее о размещении стойки см. в шаге 8.1). Вычтите 0,5 см из этого измерения, чтобы определить необходимую длину. Выбирайте ширину 1-2 см, настолько широкую, насколько ее можно легко закрепить на месте.
- Вырежьте акрил до нужного размера (Рисунок 7А). Если вы используете листовой акрил, режьте пилой. Если вы используете акриловые стержни, надрежьте металлическим напильником, а затем защелкните.
ВНИМАНИЕ: Акрил конхоидально ломается при разрезании или разломе. Надевайте защитные очки и подпиливайте острые края, чтобы не получить травму. - Разложите инструменты: рабочая станция, бумага, акрил, вырезанный по размеру, клей, консолидмент, ацетон (примеры см. в таблице материалов ). Инструкции по изготовлению рабочей станции см. в шагах с 4.1 по 4.3.
- Разорвите плотную бумагу кодзо (30-50 GSM), вместо того чтобы разрезать ее, в прямоугольник, достаточно большой, чтобы обернуть распорку, оставив при этом припуск по 1-2 см на каждом конце (рис. 7B).
- Нанесите широкий тонкий слой клея на одну сторону бумаги. Оберните его вокруг стойки и плотно удерживайте на месте. Убедитесь, что бумага прилипает сама к себе.
- Поставьте распорку на рабочее место швом вниз. Пропитайте бумагу консолидатом, 3 или 4 капли на погонный см, и дайте ей высохнуть.
- С помощью ножниц разрежьте концы композитной упаковки на «клапаны коробки» (Рисунок 7C).
- Развальцуйте створки. Нанесите клей как на открытый конец акриловой стойки, так и на композитные клапаны.
- Нанесите тонкую бумагу кодзо (≤ 15 GSM) в конец, покрывая открытый акрил и удерживая форму фальш-карты. Убедитесь, что акрил полностью заключен в композитный материал (Рисунок 7D).
Рисунок 7: Создание акриловой распорки. (А) Разрезание акрилового листа на секции. (Б) Кусок акрила с количеством толстого кодзо, необходимым для его обертывания. (В) Припуск на конце стойки разрезается на "коробчатые створки", а затем расширяется. (D) Прикрепите тонкую бумагу кодзо к открытому акрилу и клапанам коробки с помощью клея. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
7. Установка прокладок (заполнение зазоров)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод заполняет большие пробелы внутри и снаружи окаменелости. Рассмотрите возможность зенкования ремонтного объекта, а не его заподлицо с поверхностью, чтобы ремонт был хорошо виден на любых будущих моделях (Рисунок 8A).
- Разложите инструменты: бумагу, прокладки, пинцет, клей, консолидирующее вещество, ацетон и инструменты по выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров). Инструкции по изготовлению прокладок см. в шагах с 5.1 по 5.4.
- Создайте основу для наполнителя (рис. 8B) путем наложения внутренней повязки (см. шаги 1.1 - 1.8) или пластыря (см. шаги 3.1 - 3.7). Дайте ему высохнуть.
- Создайте «сотовую» конструкцию с помощью прокладок.
- Разрежьте каждую прокладку так, чтобы она соответствовала зазору, но не выходила за поверхность окаменелости.
- Размещайте каждую прокладку по одной. Нанесите клей на один конец прокладки и поместите его пинцетом (рисунок 8C).
- Добавьте клей в соты, убедившись, что часть клея впиталась в полые внутренние части прокладок (Рисунок 8D). Дайте клею высохнуть.
- Накройте соты внешней повязкой «битумной черепицей».
- Используйте короткие бинты, чтобы закрывать один участок за раз. Оставляйте пространство между каждой повязкой; следующий слой будет смещен (например, кровельная черепица) для повышения прочности ремонта (Рисунок 8E).
- Как только первый комплект бинтов высохнет, накройте промежутки между ними вторым комплектом бинтов, перекрывая края (рисунок 8F).
- Наложите дополнительные слои бинта до тех пор, пока заполнение разрыва не станет непрозрачным (рисунок 8G).
Рисунок 8: Демонстрация заполнения зазора в бедренной кости мамонта. (А) Иллюстрация размещения заполнения зазора. Обратите внимание на попеременное смещенное размещение повязки на внешней поверхности ремонта. (B) Заплатка с потайной головкой, нанесенная в зазоре. (В) Прокладки размещаются перпендикулярно пластырю с помощью клея. (D) Клей наносится на прокладки для заполнения пустот. (E) Густой кодзо наносится на слой прокладки. Чередование расстановки добавляет прочности. (F) Толстый козо, покрывающий щели в подстилающем слое. (G) Заполнение зазора после сушки в течение 24 часов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
8. Установка акриловых стоек
ПРИМЕЧАНИЕ: Сначала определите, нужен ли помощник. Для маневрирования крупных образцов может потребоваться два или более препаратора.
- Определите идеальное место для стойки. Выберите место с несущей нагрузкой, где каждый конец стойки может прилипать к образцу.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для некоторых образцов может потребоваться несколько стоек. - Разложите инструменты: бумагу, распорки, пинцет, клей, консолидирующее средство, ацетон и инструменты по выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров). Инструкции по изготовлению стоек см. в шагах с 6.1 по 6.9.
- Нанесите клей на выбранное место. Установите распорку, а затем с помощью зубочистки, тампона, смоченного в ацетоне, или кисти, смоченной в ацетоне, прижмите расширенные края к поверхности окаменелости. Если какой-то инструмент начинает прилипать к материалам, отложите его в сторону и начните использовать новый инструмент. Нанесите дополнительный клей на основание стойки и дайте ему высохнуть не менее нескольких часов, прежде чем продолжить работу (Рисунок 9A).
- Проверьте стойку, чтобы убедиться, что она надежно установлена на месте. Нанесите клей на свободный конец стойки.
- Положите следующий фрагмент окаменелости на место, при необходимости работая с помощником. При необходимости добавьте мешки с песком или поролоновые блоки, чтобы удержать его в нужном положении (Рисунок 9B).
- Как только распорка и новые фрагменты станут стабильными, используйте зубочистку, тампон, смоченный в ацетоне, или кисть, смоченную в ацетоне, чтобы вдавить расширенный конец распорки в поверхность окаменелости. Если какой-то инструмент начинает прилипать к материалам, отложите его в сторону и начните использовать новый инструмент.
- При необходимости наложите внутренние или внешние повязки, чтобы убедиться, что каждый конец стойки полностью соприкасается с образцом. При необходимости наложите внутренние или внешние повязки для стабилизации вновь размещенного фрагмента (фрагментов). Дайте стойкам и бандажам высохнуть не менее 24 часов, прежде чем снимать временные опоры (Рисунок 9C) или перемещать образец.
Рисунок 9: Демонстрация установки акриловых стоек в плечевую кость мамонта. (А) Распорка, помещенная в область отсутствующей трабекулярной кости. Клей высыхает в течение 24 часов, прежде чем перейти к следующему этапу. (B) На стойку был нанесен клей, и на место была помещена новая часть кости. Поролоновые блоки поддерживают конструкцию, пока клей схватывается, а по швам добавлены внешние бандажи. (C) Поролоновые опоры были удалены через несколько дней. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
9. Изготовление точечной щетки
ПРИМЕЧАНИЕ: Точечная щетка является дополнительным инструментом, который некоторые препараты предпочитают использовать при наложении повязок.
- Выберите узкую кисть с мягкой щетиной.
- Расставьте инструменты: кисть, ножницы, малярный скотч (примеры см. в Таблице материалов ).
- Обрежьте щетину до длины 5-10 мм (рисунок 10А).
- Заклейте все металлические края малярным скотчем, чтобы предотвратить случайное повреждение образцов (Рисунок 10B).
- Используйте щетку во время наложения бинта (см. шаги 1.1-1.8 и 2.1-2.9). После нанесения на клей бумаги козо обмакните щетину кисти в ацетон. Легкими похлопывающими движениями прижмите бумагу к поверхности окаменелости (Рисунок 10C).
Рисунок 10: Создание кисти. (A) Щетина кисти и пара типичных офисных ножниц. (B) Малярная лента покрывает металлическую часть кисти. (C) Демонстрация использования кисти в похлопывающих движениях для прижимания бумаги козо в клей на гигантском тазу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
10. Временные стабилизирующие ремни
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод предназначен для создания временных ремней, которые могут удерживать два образца вместе или предотвращать перемещение незакрепленных деталей во время подготовки, обработки или транспортировки.
- Разложите инструменты: бумага, рабочая станция, клей, консолидирующее средство, ацетон и инструменты по вашему выбору. Разложите больше тампонов и/или зубочисток, чем может потребоваться (см. Таблицу материалов для примеров). Инструкции по изготовлению рабочей станции см. в шагах 4.1-4.3.
- Выберите две области на образце, которые будут служить точками крепления, к которым будет крепиться транспортировочный ремень.
- Измерьте расстояние между двумя опорными точками. Умножьте расстояние на 2, чтобы рассчитать длину ремня.
- Разорвите плотную бумагу кодзо (30-50 GSM), а не разрезая ее, на ремешок, длина которого рассчитана на шаге 10.3 и ширина около 1-2 см. Измельчите края, аккуратно потянув за волокна.
- Скрутите середину полосы в веревкообразную структуру, оставив по плоскому якорю на каждом конце (Рисунок 11А). Поместите ремешок на рабочее место, нанесите консолидирующее средство на скрученную часть, 1-2 капли на погонный см. Дайте ремешку высохнуть.
- Нанесите клей на один анкер, прижмите его к одной из анкерных точек и удерживайте на месте не менее 1 минуты. Дайте ремешку высохнуть не менее 1 часа.
- Нанесите клей на свободный анкер, туго натяните ремень, прижмите анкер к якорной точке и удерживайте на месте не менее 1 минуты. Дайте ремешку высохнуть не менее 1 часа (рисунок 11B).
- При необходимости наложите дополнительные ремни, убедившись, что временно прикрепленная секция надежно закреплена (Рисунок 11C).
Рисунок 11: Демонстрация применения транспортного ремня на плечевой кости мамонта. (А) Скручивание толстого кодзо в транспортировочный ремень. (B) Установленный транспортировочный ремень. (C) При необходимости образцы можно обернуть более длинными транспортировочными ремнями. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
11. Упаковка образцов для транспортировки и компьютерной томографии
- Определите простейшую форму, в которой будет находиться образец (рисунок 12A). Поломка происходит, когда давление распределяется неравномерно, поэтому выбирайте форму с как можно меньшим количеством плоскостей и вершин. Если образец будет расположен вертикально, используйте пенопласт самой высокой плотности, доступный на «дне» образца, чтобы уменьшить движение во время визуализации.
- Разложите инструменты: пенополиэтиленовые блоки и листы, полиэтиленовую стрейч-пленку, бумажную ленту с низкой липкостью («малярный скотч»), деревянную доску (примеры см. в Таблице материалов ).
- Используйте полиэтиленовую пену высокой плотности с закрытыми порами для заполнения полостей, пустот и вогнутых областей. Вырежьте поролоновые блоки по размеру, а затем обвяжите их полиэтиленовой стрейч-пленкой и/или малярным скотчом. При необходимости встраивайте слои (рис. 12B). Не размещайте на «дне» несколько рыхлых слоев; один слой плотной пены уменьшит подвижность во время визуализации.
- Как только общая форма будет напоминать форму, выбранную на шаге 11.1, плотно оберните образец слоями листового пенопласта, не забывая о том, что на «дне» следует избегать нагромождения слоев. Используйте стрейч-пленку и/или скотч, чтобы удерживать каждый слой на месте (Рисунок 12C).
- Запишите важную информацию, например «это конец вверх», на пленке в хорошо заметных местах. Плотно оберните образец последним слоем стрейч-пленки (Рисунок 12D).
- Создайте деревянную основу, вырезав доску по размеру. Приклейте лист пенопласта к плате. Во время транспортировки держите образец привязанным к доске стрейч-пленкой (рис. 12E).
Рисунок 12: Демонстрация упаковки при транспортировке с плечевой костью мамонта. (А) Примеры редукционных плоскостей и вершин образца. Кость конечности может быть уменьшена до цилиндрической формы. Хоботная нижняя челюсть может быть уменьшена до модифицированной пирамидальной формы. (B) Заполнение вогнутых блоков пенопластом высокой плотности, нарезанных по размеру и закрепленных на месте стрейч-пленкой. (В) Плотно завернуть образец в листовой пенопласт. (D) Три слоя стрейч-пленки для фиксации упаковки. (E) Если образец будет привязан к доске, образец будет устойчив и его будет легче переносить. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
12. Удаление бумажно-смоляного композита
- Разложите инструменты: ватные шарики, ватные палочки, пинцет и ацетон (примеры см. в Таблице материалов ).
- Смочите ватный тампон в ацетоне. Прикоснитесь ватным тампоном к композитному материалу из бумажной смолы и удерживайте его на месте в течение 2-3 минут (Рисунок 13А).
ВНИМАНИЕ: Повторное или длительное воздействие ацетона может повредить кожу. Рассмотрите возможность использования средств индивидуальной защиты. - Начните перемещать ватный тампон мягкими вращательными движениями, способствуя вливанию ацетона в композит. Периодически поднимайте ватный тампон и проверяйте, не размягчился ли композит.
- Когда композит станет мягким, начните проводить ватным тампоном от краев ремонта к центру, пока он не начнет подниматься вверх (Рисунок 13B).
- Когда края начнут подниматься вверх, смочите ватный тампон в ацетоне и продолжайте проводить пальцем, чтобы оторвать композит от окаменелости. Повторно нанесите ацетон по мере необходимости, чтобы композит оставался мягким (Рисунок 13C).
- Композит должен четко отделяться от окаменелости (Рисунок 13D). Если из ископаемого материала начинает придумывать композитный материал, нанесите дополнительно ацетон.
- После того, как композит будет удален, смочите свежий тампон в ацетоне, чтобы удалить остатки. Не выщипывайте оставшиеся волокна; Продолжайте аккуратно протирать тампонами, пока они не будут удалены.
- Дайте участку высохнуть, прежде чем перемещать образец или производить новый ремонт.
Рисунок 13: Демонстрация удаления композитного материала из бумажной смолы из таза гиганта. (A) Держа ватный тампон, пропитанный ацетоном, на композите, выбранном для удаления. (B) Проведя по краям композита, чтобы проверить, не ослаб ли он. (C) Проведите по краям композита ватной палочкой, пропитанной ацетоном, чтобы побудить ее подняться. (D) Композит был удален из образца. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Результаты
Описанные выше протоколы были реализованы на образце WACO 1000 с использованием раствора B-72 в ацетоне в соотношении 1:4 в качестве консолиданта, раствора B-72 в ацетоне в соотношении 1:1 в качестве клея26, бумаги плотностью 9 GSM в качестве «тонкого кодзо» и бумаги плотностью 41 GSM в качестве «толстого кодзо». Места соприкосновения были усилены как внутренними, так и внешними бандажами. Пустоты в кортикальной кости заполнялись комбинацией бинтов и прокладок, создавая дополнительные точки соприкосновения между отломками.
Чтобы предотвратить обрушение диафиза, в центре полости устанавливалась распорка. Фрагменты не совпадали в одном срезе из-за тафономических процессов, деформирующих кость; Вторая распорка обеспечивала сохранение кортикальной кости своего положения по обе стороны от образовавшегося зазора. Распорки были вырезаны из листа акрилового «стекла», оставшегося от строительства музейного экспоната. Обертывание стоек композитными материалами позволило им удерживать свое положение внутри образца, а также защитило образец от любых острых краев в местах разрезания акрила.
После реконструкции образец смог выдержать работу и вертикальную ориентацию без повреждений (рис. 14А). Чтобы упаковать образец для транспортировки, сотрудники музея выбирали материалы в зависимости от расстояния, которое должен был пройти образец, и количества манипуляций, необходимых для его размещения. Сотрудники осматривали образец до и после каждой исследовательской поездки, чтобы контролировать его на предмет повреждений, полученных во время транспортировки.
Изображение образца было получено в ветеринарной клинике зоопарка Камерон-Парк (CPZ) в Уэйко, штат Техас, с использованием портативного рентгеновского генератора и системы прямой цифровой рентгенографии. Для подготовки к кратковременной транспортировке (3,7 км) образец был завернут в полиэтиленовый пакет, а затем привязан к деревянной доске полиэтиленовой стрейч-пленкой. Как только образец прибывал на объект, его снимали с деревянной доски, извлекали из мешка, а затем помещали горизонтально на панель беспроводного цифрового рентгенографического детектора. Вспененный полиэтилен и бумажная лента с низкой липкостью поддерживали положение образца во время визуализации (рис. 14B). Изображения были получены при напряжении 75 кВ и 3,0 мА. Небольшой фрагмент (< 1 см2 ) откололся от образца во время обратной транспортировки. Фрагмент был вновь прикреплен и укреплен внешней повязкой после того, как образец был возвращен в музей.
Затем образец был сфотографирован в Техасском университете в лаборатории высокоразрешающей рентгеновской компьютерной томографии (UTCT Lab) в Остине, штат Техас, с использованием сканера и плоскопанельного детектора. Для подготовки к более длительной транспортировке (162,5 км) на одну часть образца, которая нуждалась в дополнительной поддержке, были наложены транспортировочные ремни из бумажной смолы. Пустоты и вогнутости были заполнены блоками из пенополиэтилена, которые были разрезаны по форме и закреплены на месте полиэтиленовой стрейч-пленкой. Затем образец был покрыт слоями вспененного полиэтилена, удерживаемого на месте стрейч-пленкой и бумажной лентой с низкой липкостью. Стрейч-пленка удерживала образец привязанным к деревянной доске во время транспортировки. Как только образец прибывал на объект, его снимали с доски. Держа образец завернутым, его затем вертикально помещали внутрь акрилового цилиндра (рис. 14C) и стабилизировали с помощью пены фенольной смолы («флористская пена»). Было выполнено четыре объемных сканирования (225 кВ, 0,31 мА, латунный пластинчатый предфильтр) с расстоянием источник-объект 611,27 мм и расстоянием источник-детектор 899,209 мм. Размер вокселей составил 136,0 мкм, всего было произведено 6025 срезов. Образец оставался в вертикальном положении почти 25 часов, прежде чем был возвращен в горизонтальное положение. Во время этой второй экскурсии образец не получил никаких повреждений при транспортировке, визуализации или вскрытии по возвращении.
На простых рентгеновских снимках от CPZ большая часть композитных ремонтов не видна. Некоторые области с несколькими слоями композита имеют видимые контуры. Акриловые части стоек видны, но полупрозрачны, и никаких дополнительных артефактов создано не было (Рисунок 14D). На изображениях компьютерной томографии, полученных методом UTCT, композит виден в виде слабой тени. Акриловая часть стоек имеет однородный серый цвет, что при желании способствует цифровой сегментации (Рисунок 14E).
Иллюстрация 14: Результаты подготовки и визуализации образца WACO 1000. (А) Образец после реконструкции. Отсутствующие разделы отмечены серым цветом. (B) WACO 1000 в позе для рентгена в зоопарке Камерон-Парка. (C) WACO 1000 в позиции для компьютерной томографии в Техасском университете в Остине. (D) Рентгеновский снимок области, очерченной синим цветом на рисунке 14A. (E) КТ-изображение области, отмеченной красной пунктирной линией на рисунке 14A. Акриловые стойки отмечены желтыми стрелками, бинты – зелеными стрелками, прокладки – фиолетовыми стрелками, а вспененный полиэтилен – розовой стрелкой. Этот срез КТ можно увидеть без стрелок на рисунке 15. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Некоторое упрочнение луча произошло в более плотных срезах образца, что согласуется с другим ископаемым материалом14. Тем не менее, в акриле не произошло закалки лучом, и ни один из акриловых или композитных материалов не привел к образованию каких-либо полос или артефактов звездообразования (Рисунок 15).
Иллюстрация 15: Поперечный КТ-срез образца WACO 1000. Это изображение можно увидеть с обозначениями на рисунке 14. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Приложение 1: Подробная информация о презентациях на ежегодных собраниях Общества палеонтологов позвоночных, с 2022 по 2024 год. Презентации включают в себя как постеры, так и доклады. Информация была собрана из аннотаций, и по мере необходимости к авторам обращались за разъяснениями. Когда презентация включала окаменелости из нескольких периодов, презентация классифицировалась по самому старому отсканированному образцу. Если в одной и той же презентации использовалось одно и то же сканирование, в набор данных включалась только одна презентация. Кайнозойские окаменелости не были исключены с помощью этих методов. Примечания содержат подробную информацию от авторов, с которыми связались, и/или подробную информацию об образцах, включенных в презентацию. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.
Обсуждение
«Метод Мэйборна» представляет собой набор методов с использованием композитов из бумажной смолы для реконструкции и поддержки ископаемых образцов. Разработанные исследователями Национального памятника мамонта Уэйко в музейном комплексе Мэйборн (Уэйко, штат Техас), эти методы развились из тех, которые использовались в двух других исследовательских учреждениях четвертичного периода: La Brea Tar Pits and Museum (Лос-Анджелес, Калифорния) и The Mammoth Site (Хот-Спрингс, Южная Дакота) 27. Несмотря на то, что эти методы были разработаны для решения уникальных задач работы с четвертичными окаменелостями, они должны быть подходящими для большинства ископаемых материалов позвоночных.
Эти методы были протестированы на образцах колумбийского мамонта (Mammuthus columbi) из Национального памятника мамонта Уэйко (WMNM), размещенного в Музейном комплексе Мэйборн (MMC) Университета Бэйлора в Уэйко, штат Техас, США. Окаменелости WMNM были отложены за ≥50 000 лет до настоящего31, и перминерализация материала минимальна. Фрагменты образцов часто ломаются и/или крошатся при обращении, а перемещение восстановленных образцов может привести к разрушению или фрагментации. С 2016 по 2021 год препараторы использовали гипсовый состав («водную замазку») для стабилизации образцов, когда одного В-72 было недостаточно.
Служба национальных парков рекомендует использовать материалы, которые не выделяют газы или жидкости, вызывающие ухудшение состояния21. Чтобы лучше соответствовать этим рекомендациям, в 2021 году были обновлены стандартные операционные процедуры WMNM, предусматривающие обязательное использование обратимых методов и архивных материалов. Этот мандат исключил использование гипсовых соединений, но также исключил альтернативы, такие как эпоксидные шпатлевки и цианоакрилаты. Сохранение образцов WMNM требовало решения проблем стабильности при одновременном соблюдении институциональных руководящих принципов, поэтому исследователи WMNM начали поиск легко обратимой альтернативы гипсовым соединениям.
Правая плечевая кость мамонта (WACO 1000) была выбрана для рентгенографии и компьютерной томографии, чтобы задокументировать патологию, которая включала потерю большого объема трабекулярной кости в диафизе. В результате патологии дистальный эпифиз был значительно тяжелее полого диафиза, с небольшим количеством точек соприкосновения между двумя отделами. Два ранних ремонта, в которых использовался только В-72 в ацетоне в качестве консолидирующего и клея, не увенчались успехом при перемещении образца. В обоих случаях клей вырывался из точек соприкосновения между срезами, что приводило к отделению дистального эпифиза от диафиза и вызыванию дальнейшей истирания кортикальной кости. В свете запланированных анализов образца поиск альтернативного стабилизатора теперь включал критерий, согласно которому новый материал (материалы) не будет мешать рентгенографии. В конечном счете, исследователи выбрали композиты из бумажной смолы и акриловые подложки для реконструкции образца.
Использование этих композитов для реконструкции имеет ряд преимуществ по сравнению с другими, традиционными методами. Одним из существенных преимуществ является то, что эти композиты оказались легко удаляемыми, в отличие от заполнителей зазоров, таких как гипсовые компаунды и эпоксидные шпатлевки. Исследователи смогли использовать композиты в нескольких сложных сценариях в коллекции WMNM. Композитный материал был достаточно прочным, чтобы выдержать перминерализованную бедренную кость мамонта с сильно истиранными фрагментами (Рисунок 2). На 9 GSM бинты козо были достаточно нежными, чтобы прилегать к контурам мелких парнокопытных позвонков и птичьего киля («киля») длиной 4,1 см, также из WMNM. Еще одним преимуществом композитов является то, что они не увеличивают вес образца, что повышает стабильность, облегчает транспортировку и снижает будущий износ шкафов для хранения.
Добавление внутренних акриловых опор является новым методом, который, как мы обнаружили, является значительным улучшением по сравнению с обычными металлическими конструкциями и/или композитами высокой плотности. Эти типы поддержки часто необходимы для сохранения крупных субископаемых образцовнетронутыми 1,19. В то время как этот тип сохранности распространен в относительно более молодых окаменелостях, таких как четвертичные образцы 1,3,6, он также наблюдался в других контекстах, таких как исключительные окаменелости мелового периода из Монголии25,32. Поскольку эти образцы подвержены повреждениям при перемещении, они могут считаться слишком хрупкими для исследований, требующих чего-то большего, чем кратковременное обращение 1,2,32. Стабилизируя хрупкие образцы и одновременно избегая материалов высокой плотности, этот метод расширяет возможности исследования образцов, которые ранее считались слишком сложными для радиологического анализа.
Композиты из бумажной смолы могут быть интегрированы во весь процесс сохранения окаменелостей, от применения в полевых условиях до подготовки к демонстрации. Повязки могут быть размещены в полевых условиях для стабилизации отслоившихся фрагментов, предотвращения разрушения или обеспечения барьера между образцом и его гипсовой оболочкой27. Повязки также могут удерживать фрагменты на месте во время применения других методов лечения28. Сотрудники WMNM успешно использовали стабилизирующие ремни для шарнирного сочленения плечевой кости, лучевой и локтевой костей мамонта в жизненном положении для демонстрации. Препараторы не требовали много времени или усилий для изучения новых методов, и с практикой некоторые из них смогли создать почти незаметные повязки (рис. 3C, рис. 10C).
Препараты, заинтересованные в использовании этих методов, должны знать о нескольких ограничениях. Растворители, такие как ацетон и различные спирты, могут повредить биомолекулы в образце 27,33,34. Образцы, которые могут быть использованы для молекулярных исследований (аДНК, белки, липиды и т.д.), не должны подвергаться воздействию растворителей. Кроме того, консолиданты и адгезивы изменяют химический состав образца, что может повлиять на последующий изотопный анализ33,34. Применение клеев, наполнителей и повязок может изменить поверхность образца, потенциально скрывая морфологические, ихнологические и/или тафономические детали18,33. Тщательное документирование всех методов, использованных на образце, является лучшей практикой для помощи в будущих палеонтологических исследованиях18,35. Препараторы могут учитывать места применения композитных материалов, чтобы избежать этих областей при отборе проб для любых анализов. Эти методы не следует применять к образцам, которые могут быть использованы в химическом, хронологическом анализе или анализе износа поверхности.
Предвидение потребностей в исследованиях является важным навыком для препаратора35, но невозможно предсказать все возможные сценарии исследования. Наименее интрузивный метод — это метод, при котором наиболее важные особенности образца остаются неизменными. Полный список всех возможных сценариев подготовки окаменелостей был бы нецелесообразным, но обзор общих сценариев может быть поучительным. Краткое изложение наиболее распространенных рабочих процессов, используемых в лаборатории подготовки окаменелостей WMNM, можно найти на рисунке 16.
Рисунок 16: Поэтапное применение метода Мэйборна в трех распространенных сценариях подготовки окаменелостей. Для каждого сценария методы лечения представлены от наименее инвазивных до наиболее инвазивных. После каждой обработки препараторы должны проверять образец на стабильность. Если образец остается нестабильным, ему следует приступить к следующей обработке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Наиболее частые проблемы, с которыми мы сталкиваемся в связи с этими новыми протоколами, связаны с приведением композитов в соответствие с контурами образца. Мы обнаружили, что когда поверхность образца сложная, мы добились большего успеха, нанеся несколько слоев тонкого кодзо, а не один слой толстого кодзо. В связи с этим мы иногда сталкивались с проблемами, когда бумажные волокна не ложились ровно во время нанесения, а когда композит начинал высыхать, попытки сдвинуть волокна приводили к тому, что материал прилипал к инструментам и отслаивался от образца. В этих случаях мы сочли, что лучше всего дать композиту полностью высохнуть, а затем подправить ремонт, нанеся 1 или 2 капли консолидатора на эту область и разгладив волокна ватным тампоном, смоченным в ацетоне.
Авторы продолжают экспериментировать с различными материалами для лучшей стабилизации крупных образцов. Описанные выше протоколы были успешно реализованы на образце WACO 1000 с использованием B-72 в ацетоне в качестве консолиданта и клея, бумаги 9 GSM в качестве «тонкого кодзо» и бумаги 41 GSM в качестве «толстого кодзо». После реконструкции WACO 1000 препараты образцов WMNM перешли на использование B-76 из-за проблем с цепочкой поставок, повлиявших на доступность B-72. Препараторы не заметили заметных различий в качестве композитов из В-76 и из В-72 (см. Таблицу материалов). Другие комбинации различных смол и/или бумаги могут улучшить результаты в других лабораторных условиях. Время работы будет варьироваться в зависимости от таких факторов, как температура, влажность, вентиляция и используемые материалы. Препараторы должны экспериментировать с различной вязкостью консолиданта и адгезива, чтобы оценить, какой из них лучше всего подходит для условий их лаборатории.
Раскрытие информации
Авторы не заявляют о каких-либо противоречиях.
Благодарности
Мы благодарим Стефани (La Brea Tar Pits and Museum) за руководство по разработке ранней версии этих методов, Джеффа Хакеби и Джима Фау (Mayborn Museum Complex) за их помощь с инструментами и материалами, Г. Брайана Хенли и Джеймса Кусмерчика (Cameron Park Zoo) за их опыт, Джессику Майсано и Дэйва Эди (Центр рентгеновской компьютерной томографии высокого разрешения Техасского университета) за советы и решение проблем. Крису Юнтунену (Tarleton State University) за транспортировку и помощь, а также Эвану Серне и Молли Гилас (Baylor University Department of Geosciences) за помощь в работе с образцами. Мы благодарим редакционную коллегию и рецензентов, чьи предложения улучшили эту рукопись. Эта работа стала возможной благодаря финансированию грантов Программы совместных исследований и обучения Системы национальных парков (гранты #P21AC10517 и P22AC01166), исследовательских стипендий Брайса К. Брауна от Музея Мэйборна, факультета наук о Земле Университета Бэйлора и Мемориальной стипендии Фрэнка Крейна от Далласского палеонтологического общества. Компьютерная томография стала возможной благодаря программе NSF Division of Earth Science Instrumentation and Facilities Program (NSF EAR-1762458) и NASA (80NSSC23K0199).
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ацетон | Улина | S-25036 | |
| Акриловые стержни | Блик | 56929-5114 | Готовый акрил, который можно нарезать до нужной длины. |
| Акриловые листы | Улина | S-22486 | Самый экономичный вариант, но его нужно уменьшить до нужных размеров. |
| Шампуры из бамбука | Лоус | 5506242 | Деревянные шпажки тоже приемлемо. |
| Доска | Лоус | 1368 | |
| Термопластичная смола Butvar B-76 | ТАЛАС | TCD001005 | Для использования в качестве консолиданда и/или клея. Технический лист безопасности: https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/butvar_b76.pdf?srsltid=AfmBOoqmrD4d3F1OW _W3MovVlSk-xk_EHQrQd 5ZTn6GmZFgS1jDXBgKu |
| Ватные шарики | Улина | S-16227 | |
| Ватные палочки | Улина | S-18985 | |
| Защита глаз | Улина | S-7023 | |
| Бутылки с HDPE | Палеобонд | нет указано | В https://paleobond.com/product/2-oz-empty-bottle-with-pinhead-nozzle-and-overcap/ указано как «пустая бутылка на 2 унции с соплом и крышкой» |
| Бумажная лента с низким клейком/Лента маляра | Улина | S-23242 | |
| Металлические напильники | Блик | 84218-1001 | |
| Кисть | Блик | 06000-0409 | |
| Бумажная лента/малярная лента | Улина | S-11736 | |
| Термопластичная смола Paraloid B-72 | ТАЛАС | TFK028003 | Для использования в качестве консолиданда и/или клея. Технический лист безопасности: https://www.talasonline.com/images/PDF/MSDS/B-72MSDS.pdf?srsltid=AfmBOor_ssJ1FJBcg rftOZ2zRhMocJDlIRLPqjS WSbkKI51tmpIiCdWQ |
| Полиэтиленовые мешки | Улина | S-1713 | |
| Полиэтиленовые блоки | Улина | S-15690 | |
| Листы из полиэтиленовой пены | Улина | S-2963 | |
| Полиэтиленовая стрейч-плёнка | Улина | S-741 | |
| Резинки | Улина | S-17254 | |
| Песок | Лоус | 10392 | |
| Мешки с песком (пустые) | Улина | S-14843 | Заполните половину-две трети песком и зашийте его. |
| Пила | Лоус | 1097900 | Подойдёт любая компаундная пила или настольная пила. |
| Ножницы | Улина | H-6415 | |
| Швейный набор | Блик | 73502-1019 | |
| Стрейч-плёнка | Улина | S-741 | |
| Толстый кодзо васи | ТАЛАС | TPB073404 | Юкю-Ши 41 GSM |
| Тонкий кодзо васи | ТАЛАС | TPB094001 | Tengujo 9 GSM |
| Зубочистки | Блик | 85915-1025 | |
| Пинцет | Улина | S-25214 |
Ссылки
- Larkin, N. R. Literally a 'mammoth task': the conservation, preparation and curation of the West Runton Mammoth skeleton. Quat Int. 228, 233-240 (2010).
- Mallison, H. Digitizing Methods for Paleontology: Applications, Benefits and Limitations. Computational paleontology. , Springer. Berlin. (2011).
- Iurino, D. A., Danti, M., Della Sala, S. W., Sardella, R. Modern techniques for ancient bones: vertebrate paleontology and medical CT analysis. Boll Soc Paleontol Ital. 52 (3), 145-155 (2013).
- Racicot, R. Fossil secrets revealed: X-ray CT scanning and applications in paleontology. Paleontol Soc Pap. 22, 21-38 (2017).
- Ketcham, R. A., Carlson, W. D. Acquisition, optimization and interpretation of X-ray computed tomographic imagery: applications to the geosciences. Comput Geosci. 27, 381-400 (2001).
- Fisher, D. C., et al. X-ray computed tomography of two mammoth calf mummies. J Paleontol. 88 (4), 664-675 (2014).
- Curtin, A. J., MacDowell, A. A., Schaible, E. G., Roth, V. L. Noninvasive histological comparison of bone growth patterns among fossil and extant neonatal elephantids using synchrotron radiation X-ray microtomography. J Vertebr Paleontol. 32 (4), 939-955 (2012).
- Imai, T., Hattori, S., Uesugi, K., Hoshino, M. High-energy synchrotron-radiation-based X-ray microtomography enables non-destructive and micro-scale palaeohistological assessment of macro-scale fossil dinosaur bones. J Synchrotron Radiat. 30, 627-633 (2023).
- Reims, N., Schulp, A., Böhnel, M., Larson, P. An XXL-CT-scan of an XXL Tyrannosaurus rex skull. 19th World Conference on Non-Destructive Testing, Munich, Germany, , https://www.academia.edu/download/81827633/fr2c4.pdf (2016).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 82nd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2022_svp_program-final/ (2022).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 83rd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2023_svp_program-final-10032023/ (2023).
- Society of Vertebrate Paleontology. Abstracts of Papers, 84th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2024/10/2024_SVP_Program_Final3.pdf (2024).
- Marino, L., Uhen, M. D., Pyenson, N. D., Frohlich, B. Reconstructing cetacean brain evolution using computed tomography. Anat Rec B New Anat. 272 (1), 107-117 (2003).
- Sutton, M., Rahman, I., Garwood, R. Techniques for virtual palaeontology. , John Wiley & Sons. Chichester. (2014).
- Ketcham, R. A., Hanna, R. D. Beam hardening correction for X-ray computed tomography of heterogeneous natural materials. Comput Geosci. 67, 49-61 (2014).
- Barrett, J. F., Keat, N. Artifacts in CT: recognition and avoidance. Radiographics. 24, 1679-1691 (2004).
- Arbour, V. M. Estimating impact forces of tail club strikes by ankylosaurid dinosaurs. PLoS One. 4 (8), e6738(2009).
- Brown, M. A. The development of modern palaeontological laboratory methods: a century of progress. Earth Environ Trans R Soc Edinb. 103, 1-12 (2013).
- Mol, D., et al. Proboscidean tusks through time: a special case of excavation and displaying experience. , https://www.mastodontas.gr/wp-content/uploads/2024/02/Proboscidean-tusks-through-time-a-special-case-of-excavation-and-displaying-experience_compressed-1.pdf (2024).
- Haugrud, S. J., Compton, B. P. Reversible filler: a fresh look at Butvar-76. J Vertebr Paleontol. 28 (Suppl 3), 91(2008).
- Pasiuk, J. Safe plastics and fabrics for exhibit and storage. Conserve O Gram. 18 (2), 1-7 (2004).
- Rova, L., Gallet, A., Wang, Z., Kurita, H., Narita, F. Japanese washi-paper-based green composites: fabrication, mechanical characterization, and evaluation of biodegradability. Compos Part A Appl Sci Manuf. 184, 107072(2024).
- Artal-Isbrand, P. So delicate yet so strong and versatile: the use of paper in objects conservation. J Am Inst Conserv. 57 (3), 112-126 (2018).
- Burdett, S., Thompson, S. The Japanese hanging scroll: a deconstruction. Stud Conserv. 47 (Suppl 3), 32-35 (2002).
- Goldberg, S., Davidson, A. Adhesives for vertebrate paleontology: an illustrated wall chart. Society of Vertebrate Paleontology 74th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2021/03/Goldberg-and-Davidson_2014.pdf (2014).
- Davidson, A., Brown, G. W. Paraloid B-72: practical tips for the vertebrate fossil preparator. Collect Forum. 26 (1-2), 99-119 (2012).
- Bugbee, M. M., Wilkins, W. J. Preparation and transportation of a complete mammoth skull from Channel Islands National Park, California, USA. Society of Vertebrate Paleontology 78th Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/wp-content/uploads/2021/03/Bugbee_2018.pdf (2018).
- Morley, S. L., Potze, S. Limping along: conservation of a pathological Smilodon fatalis pelvis and femur for exhibition from Rancho La Brea, California. Society of Vertebrate Paleontology 83rd Annual Meeting. , https://vertpaleo.org/2023_svp_program-final-10032023/ (2023).
- Potze, S., Morley, S. L., Clarke, C. A. Preparation of asphalt-preserved fossils: solvent selection and improved preparation technique with a focus on Rancho La Brea, California, USA. Palaeontol Electron. 28, a26(2025).
- Hipsley, C. A., Aguilar, R., Black, J. R., Hocknull, S. A. High-throughput microCT scanning of small specimens: preparation, packing, parameters and post-processing. Sci Rep. 10 (1), 4126(2020).
- Nordt, L., Bongino, J., Forman, S., Esker, D., Benedict, A. Late Quaternary environments of the Waco Mammoth Site, Texas, USA. Quat Res. 84, 423-438 (2015).
- Biscula, C., Kronthal Elkin, L., Davidson, A. Consolidation of fragile fossil bone from Ukhaa Tolgod, Mongolia (Late Cretaceous) with Conservare OH100. J Am Inst Conserv. 48 (1), 37-50 (2009).
- López-Polín, L. Possible interferences of some conservation treatments with subsequent studies on fossil bones: a conservator's overview. Quat Int. 275, 120-127 (2012).
- Beaubien, H. F. Field conservation of skeletal remains: stabilization treatment techniques and implications for future analysis. Adv Archaeol Pract. 7 (1), 23-29 (2019).
- Brown, M. A., Davidson, A., Fox, M., Jabo, S. J., Smith, M. Vertebrate paleontological preparation core competencies and training curriculum: results from the 2012 Austin workshop. J Vertebr Paleontol. 32, 69-70 (2012).
Перепечатки и разрешения
