MOŽNOSTI SPEKTROSKOPICKÉ ANALÝZY MODELOVÝCH VZORKŮ MODERNÍCH PIGMENTŮ

Význam tématu

V oblasti konzervace a restaurování uměleckých děl hraje určování složení barevných vrstev klíčovou roli pro výběr vhodných postupů i pro datování děl moderního umění. Moderní průmyslově vyráběné pigmenty obsahují směsi minerálních a organických složek, jejichž charakterizace vyžaduje neinvazivní, citlivé metody. FTIR a Ramanova spektroskopie poskytují doplňkové informace o chemickém složení barevné vrstvy, pojiv a bělob a jsou široce využívány díky možnosti analýzy v mikro měřítku bez nutnosti odběru většího množství vzorku.

Cíle a přehled studie

Autoři si stanovili za cíl ověřit schopnost FTIR a Ramanovy spektroskopie identifikovat běžné moderní pigmenty, běloby a pojiva ve složitých modelových směsích a porovnat výsledky s analýzou reálného vzorku z moderní olejomalby. Studie pokrývá 24 modelových vzorků obsahujících pigmenty Oracet pink RF, Cinquasia magenta, Cromophtal Yellow D 1085 a syntetickou měděnku, běloby (plavená křída, zinková běloba) a pojiva (polymerovaný lněný olej, akrylátová disperze).

Použitá metodika a instrumentace

• FTIR spektrometr Nicolet iZ10 (Thermo Scientific) s ATR (diamantový krystal, DTGS) v rozsahu 525–4000 cm⁻¹, rozlišení 4 cm⁻¹, 32 scanů
• Ramanův mikroskop Nicolet DXR2 (Thermo Scientific) s CCD detektorem, lasery 532 nm (0,1–10 mW) a 785 nm (0,1–30 mW), mřížka full range 50–3380 cm⁻¹, rozlišení ~5 cm⁻¹
• Urychlené stárnutí v komoře Binder MKF 240 (55 °C, 50 % RH, 36 dní)
• Kontrola barevné změny kolorimetrem X-Rite RM 200 QC (CIELab, ΔE podle ISO)

Hlavní výsledky a diskuse

FTIR spektrální analýza umožnila detekci klíčových pásů pojiv (C=O, C–H), bělob (uhelnaté anionty křídy) i většiny organických pigmentů, přičemž pásy pigmentů byly často překryty bělobami. Ramanova spektroskopie umožnila selektivní analýzu zrn pigmentů s nejistější fluorescencí (např. Oracet pink RF), přičemž zelené pigmenty byly dobře měřitelné zeleným laserem a červená barviva či fluorescenční vzorky nalézaly lepší odezvu při 785 nm. U reálného vzorku analýza odhalila v pohledové vrstvě polyesterový olej, směs dolomitické křídy, sádry a barviva PY74, rámcově datovaného do 40. let 20. století, dále titanovou bělobu (anatas i rutil) a pyrrolová barviva PR254 a PO73 používaná až od 80. let.

Přínosy a praktické využití metody

Metody FTIR a Raman jsou komplementární a umožňují neinvazivní identifikaci pojiv, degradací a kombinovaných pigmentních směsí. Ramanova mikroanalýza zrn pigmentů poskytuje lokalizovanou informaci bez interferencí pojiv. Výsledky podporují rozhodování o konzervačních postupech a zdůvodnění datace moderních děl.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace FTIR a Ramanova mikroskopu s chemometrickými nástroji pro automatickou identifikaci složek
• Využití pokročilých detektorů pro snížení fluorescenční interference
• Rozšíření spektrální databáze moderních pigmentů a pojiv pro rychlejší rozpoznání
• Aplikace in situ přenosných přístrojů pro terénní analýzy kulturního dědictví

Závěr

FTIR a Ramanova spektroskopie poskytují robustní, neinvazivní přístup k charakterizaci moderních pigmentů, bělob a pojiv ve složitých uměleckých vzorcích. Komplementarita metod zajišťuje spolehlivou identifikaci i v přítomnosti více složek a degradačních produktů, což přispívá k lepší ochraně, restaurování a datování uměleckých děl.

Reference

1. Hunger K.: Industrial Dyes: Chemistry, Properties, Applications, Wiley‐VCH 2003.
2. Meth-Cohn O., Smith M.: J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 5 (1994).
3. Travis A.: J. Comput. Biol. 26, 726 (2019).
4. Lomax S. Q., Learner T.: J. Am. Inst. Conserv. 45, 107 (2006).
5. Kalsbeek N.: Stud. Conserv. 50, 205 (2005).
6. Russell J. et al.: Anal. Bioanal. Chem. 400, 1473 (2011).
7. Stachura S., Allison J.: J. Forensic Sci. 52, 595 (2007).
8. Brostoff L. B. et al.: Anal. Chem. 81, 6096 (2009).
9. Rosi F. et al.: Appl. Phys. A 100, 613 (2010).
10. Scherrer N. C. et al.: Spectrochim. Acta A 73, 505 (2009).
11. Schulte F. et al.: J. Raman Spectrosc. 39, 1455 (2008).
12. Anghelone M. et al.: Microchem. J. 139, 155 (2018).
13. Pereira R. C. et al.: Dyes Pigm. 158, 259 (2018).
14. Lomax S. Q.: Stud. Conserv. 50, supl 19 (2005).
15. MacEvoy B.: Handprint.com 2008.
16. Druzik J., Pesme C.: AIC TSG Postprints, Milwaukee 2010.
17. Eastaugh N. et al.: Pigment Compendium, Butterworth-Heinemann 2008.