Pigmenter i oliemalerier forbundet med nedbrydning af kunstværker

Eksperter har længe vidst, at når oliemalerier ældes, der kan dannes sæber i malingen, forringe kunstværkernes udseende. Processen komplicerer i høj grad bevarelsen af ​​oliemalerier - og kulturelle manifestationer, som malerierne selv er med til at bevare.

"Disse sæber kan danne fremspring, der vokser i malingen og bryder op gennem overfladen, skabe en ujævn tekstur, " sagde Silvia Centeno, medlem af afdelingen for videnskabelig forskning på New York Metropolitan Museum of Art (The Met). "I andre tilfælde, sæberne kan øge gennemsigtigheden af ​​malingen, eller danne en skæmmende, hvid skorpe på maleriet."

Forskere forstår ikke, hvorfor sæberne tager forskellige manifestationer, og i mange år, de underliggende mekanismer for, hvordan sæberne dannes, forblev et mysterium.

"The Met, sammen med vores kolleger fra andre institutioner, forsøger at finde ud af, hvorfor processen finder sted, hvad udløser det, og hvis der er en måde vi kan forhindre det på, " sagde Centeno.

Røntgenbilleder afslører nye spor

For nylig, et videnskabeligt samarbejde ledet af forskere ved The Met, University of Delaware, og det amerikanske energiministeriums (DOE) Brookhaven National Laboratory har hjulpet med at besvare et af disse spørgsmål. Ved at analysere en mikroskopisk prøve fra The Crucifixion, et oliemaleri fra det 15. århundrede af Jan Van Eyck, forskerholdet var i stand til at afgøre, hvilke komponenter i malingen der var ansvarlige for at danne sæber. Deres resultater blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

"Når vi studerer malerier på museet, vi forsøger at bruge ikke-invasive teknikker – metoder, der ikke inducerer permanente ændringer i kunstværket, " sagde Centeno. "Men, i nogle tilfælde, vi skal fjerne en meget lille prøve til analyse. Vi tager det fra områder, hvor der allerede er en revne eller et tab i kunstværket. Alle prøverne er arkiveret, så vi kan gå tilbage og genbruge dem, og i dette tilfælde, prøven, vi studerede, var allerede blevet fjernet fra maleriet til en anden undersøgelse, da vi indså, at det var et godt eksempel på sæbedannelse."

For at studere de små kemiske egenskaber i prøven, forskerne havde brug for de avancerede funktioner i røntgenmikroskopet ved beamline 5-ID ved National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) - en DOE Office of Science brugerfacilitet på Brookhaven Lab. Denne strålelinje har den unikke evne til at afbilde den kemiske sammensætning af komplekse strukturer, gør det til det perfekte værktøj til at studere små prøver fra kunstværker.

"Fordi disse prøver er så små, vi havde brug for beamline 5-ID's sub-mikron rumlige opløsning, og ekspertisen hos beamline-personalet, " sagde Centeno.

Ved at bruge en forskningsteknik kaldet røntgenfluorescensmikroskopi, videnskabsmændene rettede NSLS-II's ultra-lyse røntgenbilleder mod malerprøven, mens de flyttede prøven vandret og lodret. Dette gjorde det muligt for dem at generere kort, der viser, hvordan forskellige elementer er fordelt i prøven, og bestemme, hvordan disse elementer havde bevæget sig i malingen på grund af forringelsen. Derudover ved hjælp af en teknik kaldet røntgenabsorptionsspektroskopi, forskerne identificerede tilstedeværelsen af ​​kemiske forbindelser, der var produkter af forringelsesreaktioner i prøven.

"Det var blevet foreslået, at urenheder i et af de pigmenter, der typisk er involveret i sæbedannelse, kaldet blytingul type I, var ansvarlig for sæbedannelse, og vi fandt ud af, at dette ikke er tilfældet, " sagde Centeno. "Mens urenhederne måske reagerer, det er hovedkomponenterne i dette pigment – ​​pigmentet der giver malingen farve – der reagerer under sæbedannelsen. Tungmetallerne i pigmenter, såsom bly tin gul og andre, reagerer med fedtsyrer i oliebindingsmediet for at danne sæber. Dette får malingen til at ændre farve og udseende, og hvad kunstneren havde til hensigt."

Denne opdagelse er et vigtigt skridt i retning af fuldt ud at forstå sæbedannelse, og udvikle en metode til at bevare farven og teksturen af ​​oliemalerier.

"Det var et privilegium at være en del af dette samarbejde, " sagde Karen Chen-Wiegart, en assisterende professor ved Stony Brook University med en fælles ansættelse ved NSLS-II. "Det er en sjælden mulighed for at kunne arbejde med en prøve, der bærer så meget historie. Da vores personale så, at vi scannede denne kunst i realtid, alle blev så begejstrede, fordi de så, at deres værktøjer kunne bruges til at studere noget, de aldrig troede var muligt. Det var spændende på flere niveauer for os alle her på NSLS-II."

Mens den nuværende undersøgelse fokuserede på én type pigment, Samarbejdet har til hensigt at undersøge, hvordan sæbedannelsen varierer mellem forskellige pigmenter, samt virkningerne af temperatur, fugtighed, og malingens porøsitet. De håber også at bruge en bredere vifte af synkrotronteknikker på NSLS-II for at få en mere omfattende forståelse af forringelsesmekanismen.