Hvordan lavede de gamle mestre deres ultramarine?

Forskere ved Rijksmuseum, universitetet i Amsterdam, VU Amsterdam og European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) har udviklet en metode, der afslører, hvordan det kostbare pigment ultramarin blev fremstillet af halvædelstenen lapis lazuli. Takket være røntgenundersøgelser af malingprøver, de kan nu se mere end fire hundrede år tilbage for at afgøre, om de blå sten blev bragt til rød varme under pigmentudvindingsprocessen. Resultaterne, for nylig offentliggjort i det førende tidsskrift Videnskabens fremskridt , også bidrage til at kaste lys over den katastrofale "ultramarine sygdom".

Det kostbare pigment ultramarinblåt - i det 17. århundrede, det var dyrere end guld-er fremstillet af den blå halvædelsten lapis lazuli. Dens blå farve skyldes mineralet lazurit, men mere end halvdelen af ​​lapis lazuli består af alle mulige andre mineraler, der er grå, gul og, mest af alt, hvid. For at fjerne de mineralske urenheder og opnå virkelig lysende ultramarin, malerne brugte den møjsomme og tidskrævende 'pastello-ekstraktion. "De formalet lapis lazuli til pulver og æltede den derefter med en pasta af harpiks, bivoks og olie for at skabe en knytnæve i størrelse. Efter en uge eller to, bolden blev 'skyllet ud' under vand med æltebevægelser. På denne måde ultramarinen frigives, mens urenhederne forbliver bagefter i pastaen. Efter filtrering og tørring, de opnåede en strålende, lyse blå pigment.

Pigens hænder

De Amsterdam-baserede forskere genskabte pastello-ekstraktionen i laboratoriet på grundlag af historiske opskrifter. De fulgte de historiske instruktioner så nøje som muligt - selv om disse nogle gange var ret mærkelige. For at give et eksempel, pigmentet skal vaskes af 'en ung piges hænder. "" Dette viste sig faktisk at være et godt tip, "siger forskningsleder Katrien Keune, Videnskabschef ved Rijksmuseum og desuden UvA-forsker. "Mændene i vores team var ikke i stand til rent at isolere ultramarinen, men det lykkedes for de kvindelige studerende. Det ser ud til, at dette kræver en vis subtil færdighed."

Da holdet havde fået styr på pigmentforberedelsen, de flyttede deres fokus til det egentlige mål med forskningen. Keune:"Nogle opskrifter nævner opvarmning af lapis lazuli -stenen, før du kværner den til pulver. Vi var virkelig nysgerrige efter at finde ud af, hvilken effekt denne behandling - hvilket indebærer opvarmning af stenen, indtil den lyser rødglødende - ville have. Frem for alt, kunne vi finde en måde at fastslå, om ultramarinen i historiske malerier også var blevet udsat for denne opvarmning?"

Bløde røntgenstråler

I meget praktiske termer, det blev hurtigt klart, at opvarmning af stenen havde en positiv indflydelse på isoleringen af ​​ultramarinen. "Uden opvarmning, udvindingsprocessen var betydeligt vanskeligere, " siger Keune. "Så dette er en vigtig indikation på, hvorfor nogle historiske opskrifter siger, at du skal opvarme lapis lazuli. Det er ikke som om denne opvarmning resulterer i en dybere blå maling, men vi ser virkningen på selve stenen, og selve ultramarinen er en dybere blå efter ekstraktionen. Så snart du blander det med olie for at lave maling, denne forskel bliver mindre, selvom."

For at afsløre opvarmningen retrospektivt, Keune og hendes team brugte den avancerede analysemetode XANES (røntgenabsorption nær kantstruktur). Denne metode bruger bløde røntgenstråler, der genereres ved ESRF i Grenoble.

XANES gør det muligt for forskere at 'se' lazuritens atomstruktur, som indeholder oplysninger om stenens historie. "For eksempel, bruger XANES, du kan vise detaljer, der er meget specifikke for den geografiske oprindelse af lapis lazuli, " forklarer Keune. "Nu har vi været i stand til at demonstrere et klart spektralt "fingeraftryk" for lazuritten, selve ultramarinen. Du finder kun dette fingeraftryk, hvis stenen blev opvarmet under fremstillingen af ​​pigmentet."

Denne markør blev afsløret efter omfattende målinger og tidskrævende dataanalyse af forsker Alessa Gambardella. Kemiske ændringer i svovlatomer i hjertet af lazuritstrukturen fører til et lille, men umiskendeligt mønster i XANES -spektret.

Ser tilbage i tiden

Resultaterne af det 'hjemmelavede' laboratoriepigment blev derefter sammenlignet med XANES-analyseresultater for malingprøver taget fra fem malerier fra det 15. og 17. århundrede af Henri Bellechose, Jan Brueghel (den yngre), Johan Maelwael, Jan Steen og Rogier van der Weyden. Disse malerier stammer fra Louvre (Paris), Rijksmuseum (Amsterdam) og Mauritshuis (Haag). Det viste sig, at det karakteristiske XANES-mønster også var tydeligt til stede i disse malingsprøver.

Det betyder, at ultramarinen, der blev brugt af de gamle mestre, blev fremstillet ved hjælp af lapis lazuli, der først var blevet opvarmet. Keune er begejstret for resultaterne:"Det er fantastisk, at takket være mikrostrukturen, vi kan se mere end fire århundreder tilbage på et afgørende aspekt af pigmentpræparatet. Gennem analyse af et pigmentmineral, vi har fundet en markør, der fortæller os noget om forbehandlingen i malerens atelier, hvilket er fantastisk."

Ultramarin sygdom

Resultatet er også vigtigt for opfølgende forskning i den frygtede 'ultramarine sygdom, " hvor blå sektioner af et maleri bliver matte og bliver grå. "Dette skyldes sandsynligvis den kemiske aktivitet af lazuriten, " forklarer Keune. "Vi har allerede set i laboratoriet, at denne aktivitet er reduceret efter opvarmningen, så du kan forvente, at et maleri er mindre udsat for den ultramarine sygdom, hvis pigmentet er lavet af opvarmet lapis lazuli. Det er noget, vi gerne vil undersøge nærmere.«