Deze maand, twee baanbrekende documenten in de Amerikaanse geschiedenis - de emancipatieproclamatie en het 13e amendement op de grondwet - werden tentoongesteld in het Smithsonian National Museum of African American History and Culture (NMAAHC).

Ze worden bewaard in verzegelde omhulsels die op maat zijn ontworpen, gefabriceerd en uitgerust met omgevingssensoren door het National Institute of Standards and Technology (NIST). De documenten komen uit de collectie van filantroop David M. Rubenstein en zijn te zien in de galerie Slavery and Freedom van het museum.

Elke behuizing is uitgerust met een reeks sensoren. "Het systeem houdt de druk bij, temperatuur, relatieve vochtigheid en zuurstofgehalte 24/7, en updates om de 15 minuten, " zei NIST druk- en vacuümwetenschapper Jacob Ricker, die verantwoordelijk is voor het ontwerpen van de sensoren en het monitoringsysteem voor de twee nieuwe behuizingen.

"Het is handig om continu bijgewerkte monitoringgegevens op een cloudserver te hebben en de gegevens in de loop van de tijd te kunnen plotten, " zei Ricker. "Als er een serieuze verandering is, het systeem stuurt een e-mail naar het museum, zodat ze direct actie kunnen ondernemen. Dit bespaart veel personeelstijd en maakt het veel eenvoudiger voor de gebruikers."

Binnen elke omhulling, onder een zware tweedelige gelaagde glazen kap, de documentkamer is gevuld met argon, een inert gas, en 0,03 procent zuurstof. Om de gassen in te sluiten, twee grote O-ringen, of pakkingen, zijn ingeklemd tussen de twee helften van de behuizing, die nauwkeurig werden gefreesd uit massieve blokken aluminium.

"Elke bodem van de omhulling werd gesneden uit een [rechthoekige] knuppel van aluminium met een gewicht van ongeveer 605 pond [ongeveer 274 kilogram], " zei N. Jay Brandenburg, productiemanager/ontwerpingenieur bij NIST's Fabrication Technology Office. "Wanneer je klaar bent, het gemiddelde gewicht van de bodem is 76,8 pond [ongeveer 34,8 kg].

"Elk omhulselframe werd gesneden uit een stuk aluminium met een gewicht van ongeveer 313 pond [ongeveer 142 kg]. Toen het klaar was, het gemiddelde gewicht van de frames is 56,5 pond [ca. 25,6 kg]." Met ondersteunende structuren en instrumentatie, het uiteindelijke gewicht van elke vitrine is ongeveer 110 kg.

Toleranties voor het in elkaar passen van alle stukken variëren van plus of min 1/1000 inch (ongeveer 0,025 millimeter) tot 25/1000 inch (0,635 millimeter).

NIST heeft eerder soortgelijke omhulsels gemaakt, meest recentelijk voor de tentoonstelling van de Preliminary Emancipation Proclamation van de staat New York, maar ook voor de Grondwet, Onafhankelijkheidsverklaring, Bill of Rights en vele andere nationale schatten.

"Het grootste verschil en de grootste uitdaging waarmee we met dit project werden geconfronteerd, waren de vereisten voor ons om met succes twee behuizingen van vergelijkbare grootte te ontwerpen en te fabriceren. maar zijn gebaseerd op de verschillende documentformaten en passen de twee omhulsels in een bestaande vitrine in het museum, " zei Mark Luce, directeur van NIST's Fabrication Technology Office.

In aanvulling, de installatie stelde unieke uitdagingen. De vitrines moeten verticaal worden gemonteerd en samen worden uitgelijnd tot een display terwijl de bewakingsapparatuur aan de achterwand van de vitrine wordt bevestigd. NIST maakte een draagconstructie voor beide vitrines, ongeveer 2,5 centimeter (1 inch) uit elkaar geplaatst, en een kar om de structuur in de muur te rollen.

Het gasgehalte in de omhulsels weerspiegelt strategische beslissingen van conservatoren van het Smithsonian's Museum Conservation Institute (MCI), Rebecca Kaczkowski, en bij NMAAHC, Valinda Carroll. Zowel de primaire tekst als de handtekeningen van het 13e amendement en de handtekeningen van de Emancipatieproclamatie zijn geschreven in ijzergal-inkt, dat is een historische formulering die tot ver in de 20e eeuw over de hele wereld wordt gebruikt. Een combinatie van ijzersulfaat en de donkere tannines gewonnen uit gallen die zich vormen op eiken, het was algemeen gebruikt in Amerika tijdens het tijdperk van Lincoln. Echter, de degradatie van de inkt kan de aantasting van de papier- en perkamentsubstraten versnellen. Door ijzer-gal-inktdocumenten te verzegelen in een anoxische, of bijna zuurstofvrije omgeving, de verslechtering van de inkt kan worden gestabiliseerd.

Er was in het verleden op andere locaties bezorgdheid geweest dat de kleur van de inkt - een pigment dat wordt geïdentificeerd als Pruisisch blauw - in de loop van de tijd zou veranderen zonder enige zuurstof in het geval. Echter, recent onderzoek bij MCI heeft aangetoond dat licht en niet zuurstofloosheid de oorzaak is van vervaging van dit pigment.

Door de MCI-onderzoeksresultaten te combineren met de eerder getoonde gunstige resultaten voor ijzergal-inkt onder anoxie, de restauratoren stelden vast dat argon met 0,03 procent zuurstof en een laag lichtniveau de optimale omgeving voor de documenten zou bieden.

Ricker bracht meer dan een week door in het museum voorafgaand aan de installatie. "We moeten de omhulsels testen, test elke afdichting en elke flens met helium om te controleren op lekken, "zei hij. "Daarna, we doen het document erin en zetten het glas erop, en spoel dan de zuurstof eruit door argon toe te voegen tot het juiste niveau is bereikt."

Deze nauwe samenwerking van NIST-experts en Smithsonian-conservators geeft bezoekers van over de hele wereld de kans om deze zeldzame documenten te zien die aspecten van de laat 19e-eeuwse Afro-Amerikaanse ervaring in de Verenigde Staten onthullen.