Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:
проверенный фактами
надежный источник
корректура
Хорошо! Изображения, полученные с помощью зондового микроскопа, показывают, как образцы краски вели себя в процессе старения. Области, которые не изменились, показаны синим цветом, а области, где сульфид кадмия распался, показаны красным. Изменения, незаметные для глаза, были неоспоримы в лазерном сигнале уже на первой неделе. Фото: Юэ Чжоу, лаборатория Уоррена, Университет Дьюка.
× закрыть
Изображения, полученные с помощью зондового микроскопа, показывают, как образцы краски вели себя в процессе старения. Области, которые не изменились, показаны синим цветом, а области, где сульфид кадмия распался, показаны красным. Изменения, незаметные для глаза, были неоспоримы в лазерном сигнале уже на первой неделе. Фото: Юэ Чжоу, лаборатория Уоррена, Университет Дьюка.
Посмотрите внимательно на картины импрессионистов в музеях и сравните их с фотографиями, сделанными 50 лет назад, и вы заметите нечто странное: некоторые из них теряют свои ярко-желтые оттенки.
Возьмите драматический закат на знаменитой картине Эдварда Мунка «Крик». Части неба, которые когда-то были ярко-оранжево-желтыми, потускнели и стали не совсем белыми.
Точно так же часть солнечно-желтого цвета, который Анри Матисс нанес между лежащими обнаженными на своей картине «Радость жизни», теперь стала более тускло-бежевой.
Несколько других картин этого периода сталкиваются с аналогичными проблемами. Ярко-желтая краска, которую использовали эти художники, была изготовлена из химического соединения сульфида кадмия. Пигмент был любим многими европейскими художниками конца 19 – начала 20 веков. Клод Моне, Винсент Ван Гог и Пабло Пикассо — все использовали его на своих полотнах.
«Многим художникам очень понравился этот пигмент», — сказала Юэ Чжоу, получившая докторскую степень. в лаборатории профессора химии Дьюка Уоррена Уоррена.
Но по прошествии десятилетий многие художники и реставраторы поняли, что у них есть проблема: их кадмиево-желтые мазки кисти не выглядели такими яркими, как раньше.
С течением времени произведения искусства подвергаются воздействию света, влаги, пыли и других элементов природы, которые могут сделать пигменты уязвимыми к выцветанию и обесцвечиванию.
В новом исследовании исследователи из Университета Дьюка показывают, что разработанная ими методика лазерной микроскопии может предложить средства раннего обнаружения, позволяя идентифицировать первые крошечные признаки изменения цвета еще до того, как они станут видимы глазу. Работа опубликована в журнале Journal of Physics: Photonics.
Ярко-желтый пигмент, который столетие назад предпочитали импрессионисты, такие как Матисс и Ван Гог, теряет свой блеск. Однажды реставраторы произведений искусства смогут обнаружить первые крошечные признаки распада пигмента еще до того, как они станут видны глазу, и предпринять более ранние шаги, чтобы сохранить цвет, благодаря методам визуализации, разработанным исследователями Duke. Предоставлено: Университет Дьюка.
Существует несколько методов изучения того, какие пигменты использовались в картине и насколько они разложились. Но обычно они включают в себя соскабливание крошечного кусочка краски скальпелем, чтобы проанализировать ее состав. По словам Чжоу, этот метод может повредить изделие и ограничить область исследования.
«Это немного похоже на операцию», — добавила она.
Введите насосно-зондовую микроскопию. Он может заглядывать в слои краски и обнаруживать химические изменения, отмечающие начало распада пигмента, не делая при этом поперечных срезов оригинального произведения искусства.
В этом методе используются сверхбыстрые импульсы безвредного видимого или ближнего инфракрасного света длительностью менее триллионной доли секунды и измеряется их взаимодействие с пигментами в краске. Полученные сигналы можно использовать в качестве химических отпечатков пальцев для определения присутствующих соединений.
Фокусируя лазерный луч в разных местах и на разных глубинах образца, исследователи могут создавать трехмерные карты определенных пигментов и отслеживать происходящее в масштабах всего лишь сотые доли миллиметра.
В новом исследовании ученые использовали насосно-зондовую микроскопию для анализа образцов желтой кадмиевой краски, подвергнутой процессу искусственного старения.
В лаборатории западного кампуса Дьюка Чжоу смешал образцы знаменитого цвета. Взяв с полки бутылку порошкообразного пигмента сульфида кадмия, она смешала его с льняным маслом, а затем нанесла на предметные стекла микроскопа, чтобы высохнуть.
Некоторые образцы были оставлены в темном и сухом помещении, защищенном от влаги и световых повреждений. Но остальные были помещены в специальную камеру и подвергнуты воздействию света и высокой влажности — факторов, которые, как известно, наносят ущерб нестабильным цветам.
Затем исследователи визуализировали образцы краски с помощью насосно-зондовой микроскопии, чтобы отслеживать прогресс разложения в микроскопическом масштабе.
По сравнению с контрольными образцами, образцы, прошедшие обработку старением, выглядели хуже изношенными. После четырех недель в камере выдержки они потускнели до более светлых оттенков желтого.
Но еще до того, как эти изменения стали заметны, в данных, полученных с помощью зонда-насоса, уже были очевидны явные признаки упадка, сказал Чжоу. Сигнал сульфида кадмия начал ослабевать уже на первой неделе, а к четвертой неделе снизился более чем на 80%.
По словам Чжоу, потеря сигнала является результатом химических изменений в пигментах. Влага вызывает превращение желтого сульфида кадмия в сульфат кадмия белого цвета, что приводит к появлению беловатого или тусклого оттенка.
Старшие соавторы Уоррен и Мартин Фишер изначально разработали метод анализа пигментов в тканях человека, а не в произведениях искусства, — для проверки родинок на коже на наличие признаков рака. Но затем они поняли, что тот же подход можно использовать и для консервации произведений искусства.
Есть одно предостережение: хотя этот метод позволяет обнаружить ранние изменения неразрушающим способом, реставраторам нелегко воссоздать громоздкую лазерную установку в своих собственных музеях. В будущем, по мнению команды, возможно, удастся разработать более дешевую и портативную версию, которую можно будет использовать для изучения картин, которые слишком уязвимы или велики для транспортировки и анализа за пределы объекта.
Конечно, любую потерю цвета, которая уже произошла, невозможно обратить вспять. Но однажды у реставраторов произведений искусства может появиться новый инструмент, позволяющий раньше заметить эти изменения и предпринять шаги, чтобы замедлить или остановить этот процесс на его начальных стадиях.
Исследование имеет потенциальные применения помимо пигментов художников. По словам Уоррена, изучение деградации желтого кадмия на картинах столетней давности может помочь исследователям лучше понять современные материалы, которые также уязвимы к этим элементам, например, сульфид кадмия, используемый в солнечных элементах.
Больше информации:
Юэ Чжоу и др., Неразрушающее трехмерное изображение искусственно разложенных красок CdS с помощью зондовой микроскопии, Журнал физики: Фотоника (2024). DOI: 10.1088/2515-7647/ad3e65
2024-04-29 19:18:35
1714420394
#Лазерная #визуализация #может #обеспечить #раннее #обнаружение #произведений #искусства #находящихся #группе #риска
