Chemia

Nauka w służbie sztuki

Autor: Agata Kukwa

Kiedy Rembrandt Harmenszoon van Rijn malował portret bogatego kupca Nicolaesa Van Bambeek’a, nie spodziewał się raczej, że powstający właśnie obraz zapisze się w historii nie tylko sztuki, ale i nauki. 370 lat później nowoczesne techniki analityczne pozwoliły na poznanie składników, których Rembrandt dodawał do farb by nadać im szczególnych właściwości.

Rembrandt Harmenszoon van Rijn jest jednym z największych artystów jakich poznała ludzkość. Zgłębienie jego genialnego warsztatu malarskiego jest oczywistym pragnieniem wielu. Szczegółowe poznanie struktury poszczególnych warstw nakładanych na płótno pozwala nie tylko odtworzyć proces twórczy wielkiego mistrza, ale również pomaga konserwatorom w odpowiednim dostosowaniu metod przechowywania, ekspozycji i konserwacji.

Nicolaes Van Bambeeck, bogaty kupiec, został uwieczniony na płótnie w 1641 roku. Lubiący wyzwania Rembrandt chciał nadać swoim farbom niepowtarzalnych właściwości. Pragnął zapewne, aby farba miała idealną jego zdaniem gęstość, fakturę czy połysk, a nie jest to z pewnością cała lista jego oczekiwań. Najprawdopodobniej w tym celu mistrz dodał mąki przennej do pigmentu białej farby. Ołowiana biel (hydroksywęglan ołowiu(II)) w pokojowej temperaturze ma postać białego, krystalicznego proszku, który nie rozpuszcza się w wodzie. Dlatego do połączenia z nim mąki użył oleju.

Ciekawostka: Rembrandt namalował również portret żony Nicolaesa Van Bambeecka. Również w przypadku tego płótna zidentyfikowano cząsteczki skrobi pochodzącej z mąki pszennej. Potwierdza to teorię, jakoby Rembrandt miał namalować oba portrety na jednym płótnie po czym rozciął je dopiero po ukończeniu dzieł.

Dopiero zastosowanie nowoczesnej techniki analitycznej TOF – SIMS (Time Of Flight Secondary Mass Spectrometry) pozwoliło na takie odkrycie. Mimo, że przeprowadzono już niezliczoną ilość analiz ponad 150 dzieł Rembrandta, dr Jana Sanyova i jej zespół  przypomnieli, że ten wybitny artysta-eksperymentator może zaskakiwać nawet 370 lat po namalowaniu portretu.

Technika TOF-SIMS polega na emisji wiązki jonów pierwotnych na analizowaną powierzchnię, a następnie analizie jonów wtórnych, emitowanych z materiału pod wpływem wiązki. W opisywanym badaniu naukowcy wykorzystali dodatkowo pomiar czasu jaki jest potrzebny jonom na dotarcie do detektora.

Na tej podstawie możliwe jest określenie mas cząsteczkowych całych związków chemicznych tworzących wierzchnią warstwę na głębokości nawet do 3 pojedynczych monowarstw, co w przypadku obrazów pozwala dosłownie na zajrzenie w ich głąb, aż do samego płótna.

Portret Nicolaesa Van Bambeek'a namalowany przez Rembrandta w 1641 roku

TOF-SIMS daje obraz zawartych w próbce substancji organicznych i nieorganicznych w jednym momencie, czego nie można zrobić z pomocą innych technik. Oczywistym jest, że nikt nie pozwoliłby naukowcom na pobieranie fragmentów płótna wiszącego w Muzeum Sztuk Pięknych w Brukseli. Materiał do badań pozyskiwany jest z odpadków pozostałych po renowacji dzieł sztuki. Biorąc pod uwagę fakt, że konserwacja obrazów odbywa się stosunkowo rzadko pobrane próbki należy wykorzystywać jak najlepiej. TOF-SIMS pozwala na szczegółową analizę poszczególnych warstw materiału bez degradacji próbki, którą można następnie wykorzystywać do innych badań.

Spektrometria mas jonów wtórnych jest metodą analityczną stosowaną na przykład przy produkcji półprzewodników, dysków twardych, monitorów LCD czy farb oraz w przemyśle papierniczym i chemicznym. Dzięki współpracy belgijskich i francuskich naukowców znaleziono kolejne zastosowanie tej nowoczesnej techniki. Artykuł opublikowany w czasopiśmie Analytical Chemistry odkrywa przed nami nowe sekrety historii sztuki.
ResearchBlogging.org

Więcej informacji:
Sanyova J, Cersoy S, Richardin P, Laprévote O, Walter P, & Brunelle A (2011). Unexpected Materials in a Rembrandt Painting Characterized by High Spatial Resolution Cluster-TOF-SIMS Imaging. Analytical chemistry, 83 (3), 753-760 PMID: 21218778
Print Friendly, PDF & Email

O autorze

Agata Kukwa

Absolwentka Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Magister technologii ochrony środowiska, inżynier ochrony i zarządzania środowiskiem. Obecnie doktorantka w Katedrze Informatyki Ekonomicznej na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego. Interesuje się nowymi technologiami oraz stymulowaniem działalności innowacyjnej w Polsce.

  • Pingback: Tweets that mention Nauka w służbie sztuki | badania.net -- Topsy.com()

  • Nie rozumiem, dlaczego nie niszczy się próbki, skoro napyla się na nią jakieś obce jony? Czy one też ulegają desorpcji w trakcie analizy?

    • To jest tak, że w tym konkretnym przypadku zastosowano analizę tylko naładowanych jonów wtórnych emitowanych z materiału w procesie rozpylania (eng. sputtering process, więc chyba rozpylanie ;)). Na ich podstawe bada się skład, więc degradacja próbki jest minimlna, ponieważ ilość cząstek emitowanych z materiału nie musi być duża. Oczywiście ponosimy pewne straty materiału, ale nadaje się do dalszych testów, po GC nic by się już z tym raczej nie zrobiło ;) Dodatkowo poziom degradacji zależy od wielkości wiązki jonów pierwotnych i od tego czy proces prowadzi się w sposób ciągły czy pulsacyjny.