De staat van instandhouding van perkamenten wordt doorgaans beoordeeld met behulp van invasieve en soms destructieve onderzoekstechnieken. Wetenschappers van de Université Paris-Saclay, de CNRS, École Polytechnique, en het Franse Ministerie van Cultuur hebben een niet-destructieve en niet-invasieve geavanceerde optische beeldvormingstechniek ontwikkeld om de degradatietoestand van perkament kwantitatief te beoordelen. De aanpak werd gevalideerd met behulp van kunstmatig verouderde monsters en vervolgens toegepast op 13e-eeuwse perkamenthandschriften uit de beroemde collectie van de bibliotheek van Chartres. Hun werk werd gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang op 16 juli, 2021.

In de middeleeuwen, perkament was de belangrijkste schrijfsteun vóór de komst van papier. Perkament is gemaakt van dierenhuid die is behandeld, geschraapt en onder spanning gedroogd. Na het productieproces, het belangrijkste overblijvende bestanddeel is collageen, een fibrillair eiwit. Perkamenten zijn ongelooflijk gevoelig voor warmte en water en de combinatie van de twee kan leiden tot een wijziging in de meerschalige structuur van fibrillair collageen. Het uiteindelijke stadium van collageenafbraak is een totaal verlies van fibrillaire organisatie, d.w.z. de vorming van gelatine, waardoor het perkament transparant en stijf kan worden. De belangrijkste uitdaging voor conservatiewetenschappers en restauratoren van vandaag is om de staat van instandhouding van perkament te identificeren om de optimale restauratiebehandeling en de conserveringsomstandigheden te selecteren. Momenteel, de beoordeling van de aantasting van perkament vindt meestal plaats door middel van bemonstering met destructieve onderzoekstechnieken.

Niet-lineaire optische (NLO) microscopie is een 3D-beeldvormingstechniek die resolutiebeelden op micrometerschaal levert. Door signalen van de tweede harmonische generatie (SHG) te combineren, die gevoelig zijn voor fibrillair collageen, met een analyse van de polarisatie van de lichttoestand, het is mogelijk om de mate van uitlijning in het fibrillaire collageen te meten, die nauw verband houdt met de staat van degradatie. Deze aanpak werd getest op een reeks hedendaagse perkamenten, die kunstmatig werden gewijzigd door blootstelling aan hitte gedurende een langere tijdsduur en vervolgens gevalideerd door ze te vergelijken met een referentietechniek om de staat van instandhouding te beoordelen. Niet-lineaire optische microscopie werd vervolgens gebruikt om historische perkamenten manuscripten uit de 13e eeuw te analyseren die behoren tot de beroemde collectie van de bibliotheek van Chartres. Sommige van deze manuscripten werden in verschillende mate vernietigd of beschadigd toen de stad in 1944 tijdens de bevrijding zwaar werd gebombardeerd. De perkamenten werden blootgesteld aan vuur (en vervolgens hitte) en water, die door de brandweer werd gebruikt om het vuur te blussen. In 2009, sommige van de beschadigde documenten werden hersteld met behulp van bevochtiging om de perkamenten plat te maken. Met behulp van niet-lineaire optische microscopie, de onderzoekers waren in staat om de staat van instandhouding van verschillende perkamenten manuscripten in kaart te brengen en de afwezigheid van impact van het restauratieproces te bevestigen.

Deze resultaten creëren nieuwe mogelijkheden voor de analyse van op collageen gebaseerde culturele erfgoedartefacten, zoals perkamenten, leer, of natuurhistorische exemplaren gedroogd of bewaard in vloeistoffen. Algemener, deze niet-lineaire optische microscopietechniek, die nog relatief onbekend is in de erfgoedwetenschappen, biedt nieuwe toepassingsmogelijkheden op een groot aantal terreinen.