Ukryte arcydzieła • Alexey Yapryntsev • Naukowy obraz dnia na temat "Elementów" • Chemia

Ukryte arcydzieła

Na lewym zdjęciu jest odwrócony fragment obrazu francuskiego impresjonisty Edgara Degasa "Portret kobiety" ("Portrait de Femme", olej, 1876-1880) z National Gallery of Victoria w Melbourne. Zdjęcie po prawej pokazuje ukryty pod nim portret Emmy Daubigny (prawdziwe nazwisko Emma Tyuyo), która w latach 1869-1870 posłużyła jako wzór dla artysty. Lewe i prawe obrazy zajmują to samo miejsce na płótnie (wynika to z charakterystycznej poziomej mazi białej farby).

Wierzchnia warstwa "Portretu kobiety" pozostała nietknięta: portret Emmy Daubigny odtworzono za pomocą analizy fluorescencji rentgenowskiej. Ta metoda pozwala ustawić rozkład na płótnie niektórych pierwiastków chemicznych (miedź, chrom, cynk, arsen, rtęć, kobalt, żelazo, mangan) – tak zwane mapy elementów. Rozkład tych samych kolorów jest przywracany na podstawie pigmentów, w których te elementy są używane.

Karty elementów, pomalowane na kolor zawierających je pigmentów, i utajony obraz Emmy Daubigny zrekonstruowany w kolorze. Zdjęcie z huffingtonpost.com.au

Odzyskiwanie koloru z zestawu elementów mapy nie jest łatwym zadaniem. Każdej mapie elementów przypisany jest własny ton (kolor), przezroczystość i wartość parametru korekcji gamma. Wybór koloru implikuje wybór pigmentu, któremu odpowiada mapa elementu.Niektóre elementy odpowiadają tylko jednemu pigmentowi: na przykład rtęć – cynober (HgS), który ma kolor czerwony; kobalt jest najprawdopodobniej pigmentem kobaltowo-niebieskim lub glinianem CoAl kobaltu (II)2O4. Jednak w większości przypadków cały zestaw pigmentów może odpowiadać pierwiastkowi: na przykład miedź znajduje się w zieleni (malachit CuCO3× Cu (OH)2) lub niebieskie pigmenty (azuryt 2CuCO3× Cu (OH)2 i Aleksandryjskie lazurowe CaCuSi4O10). Aby właściwie dopasować farby i elementy, należy albo przeprowadzić dodatkowe badania, albo wykorzystać wiedzę o możliwościach i preferencjach artysty w doborze farb do tworzenia obrazu. Pozostałe parametry (przezroczystość i wartość parametru korekcji gamma) są wybierane tak, aby obraz był, po pierwsze, widoczny, a po drugie, odpowiadał stylowi wydajności mistrza.

Mapy pierwiastków chemicznych są kompilowane za pomocą dyspersyjnej dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego i analizy fluorescencji rentgenowskiej. W obu przypadkach konieczne jest ustalenie liczby fotonów użytecznego sygnału i jego energii.

W dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, jak w konwencjonalnej dyfrakcji rentgenowskiej, rolę użytecznego sygnału pełni promieniowanie rentgenowskie, które przeszło przez obraz.Obraz uzyskany w zakresie energii promieniowania rentgenowskiego, łącznie z krawędzią pasma absorpcji wybranego elementu, daje mapę jego rozkładu.

W przypadku analizy fluorescencji rentgenowskiej sygnałem użytecznym jest charakterystyczna emisja promieniowania rentgenowskiego pierwiastków, której wzbudzenie występuje pod wpływem działania zewnętrznego źródła promieniowania rentgenowskiego. Aby uzyskać informacje na temat rozkładu przestrzennego elementów, konieczne jest skanowanie w każdym punkcie obrazu, co jest bardzo czasochłonne; w związku z tym na ratunek przychodzą coraz to nowe synchrotronowe źródła promieniowania rentgenowskiego, dzięki czemu skanowanie może być wykonywane z dużą prędkością (~ 5 ms na piksel) i rozdzielczością (~ 0,01 μm2 na piksel).

Schemat stacji rentgenowskiej mikroskopii fluorescencyjnej w promieniowaniu synchrotronowym (PETRA III P06, synchrotron DESY, Niemcy), służący do uzyskania map rozmieszczenia elementów w ukrytych warstwach farby sztalugowej. Od promieniowania synchrotronowego generowanego na undulatorze monochromator wytwarza promieniowanie rentgenowskie żądanej energii.Intensywność odbieranej wiązki jest kontrolowana przez aperturę, a następnie jest skupiana przez lustra Kirkpatrick-Baez na badanej próbce przez otwór w detektorze Maia. Jest to krzemowy półprzewodnikowy detektor promieniowania jonizującego, który działa w geometrii odbicia wstecznego i ustala liczbę i energię fotonów rentgenowskich przy dużej prędkości (5 × 107 fotonów / s na piksel) i rozdzielczości (260 eV na piksel), co pozwala na tworzenie map elementów dla makroobiektów. Zdjęcie z artykułu D. Thurrowgood i wsp., 2016. Ukryty portret Edgara Degasa

Jedna z pierwszych metod rentgenowskiej mikroskopii fluorescencyjnej z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego została wykorzystana do odtworzenia portretu kobiety pod obrazem Van Gogha "Trawiasta klapa" ("Grasgrond", olej, 1887, Muzeum Kröllera-Müllera). Do przywracania koloru, mapy rozkładu antymonu (w odniesieniu do bladego żółtego neapolitańskiego (patrz żółty kolor Neapolu) farby kompozycji Pb2Sb2O7) i rtęci (czerwony cynober).

Ukryty portret kobiety, odrestaurowany w kolorystyce, pod kolorową warstwą "Klapy trawy" Van Gogha. Obraz z pubs.acs.org

Obrazy wielowarstwowe, obecność "drugiego dna" – zjawisko bardzo powszechne w świecie malarstwa sztalugowego.Badania ukrytych warstw farby metodami nieniszczącymi zostały aktywnie przeprowadzone przed opracowaniem metody rentgenowskiej mikroskopii fluorescencyjnej. Najbardziej rozpowszechnione w tej dziedzinie otrzymały klasyczną radiografię. Zaczął być używany do badania malarstwa niemal natychmiast po odkryciu promieni rentgenowskich przez promieniowanie Wilhelma w 1895 roku. Miękkie promienie X (<30 keV), przechodzące przez obraz, są absorbowane i rozpraszane w różny sposób (głównie ze względu na efekt fotoelektryczny) w różnych jego częściach, tworząc kontrastowy obraz na detektorze. Dyfrakcja rentgenowska pozwala zobaczyć, w jaki sposób rozmieszczone są barwne pigmenty zawierające ciężkie pierwiastki, osłabienie intensywności wiązki promieniowania rentgenowskiego, na której rośnie ich liczba atomowa i grubość warstwy farby. W rzeczywistości, radiografia pozwala uzyskać "cień" (negatyw) obrazu, do którego wkład zostanie wniesiony przez najgrubsze kolorowe warstwy i warstwy zawierające ciężkie pierwiastki. Nie jest jednak możliwe jednoznaczne rozróżnienie pomiędzy warstwami kolorów i zawartymi w nich elementami.

Zdjęcie rentgenologiczne obrazu Van Gogha "Martwa natura z kwiatami i różami" ("Stilleven met akkerbloemen en rozen", olej, 1886-1887,Muzeum Kröllera-Müllera) pozwoliło odkryć ukryty obraz sceny walki. Czerwony prostokąt wskazuje ten sam obszar na zdjęciu i na zdjęciu rentgenowskim. Zdjęcie z artykułu M. Alfeldab, J.A.C. Broekaerta, 2013.

Popularna jest również metoda reflektometrii w zakresie bliskiej podczerwieni (o długości fali 0,7-2,5 mikrona). W rzeczywistości jest to tylko zdjęcie tego obrazu wykonane w świetle podczerwonym. Pigmenty w warstwach farby będą transmitować, absorbować lub odbijać promienie podczerwone inaczej niż światło widzialne. Zdolność promieni podczerwonych do przeniknięcia przez poszczególne warstwy obrazu pozwala rejestrować nie całkowity obraz warstw farby (jak na rentgenogramie), ale tylko niektóre z nich. W przypadkach, gdy warstwy leżące pod spodem mają wystarczająco wysoki współczynnik odbicia dla promieniowania IR, a górne warstwy obrazu są dostatecznie przezroczyste dla niego, można znaleźć modyfikacje i zmiany autora w kompozycji, rysunek autora ukryty pod nagraniami lub "zniknięte" inskrypcje i podpisy.

"Portret kobiety" Edgara Degasa w Widocznym (po lewej) i światło podczerwone (po prawej). Obraz z ngv.vic.gov.au

Jednak radiografia i mikroskopia w podczerwieni dostarczają zbyt mało informacji o ukrytych obrazach, składzie pigmentów i ich rozmieszczeniu przestrzennym. Jednak analiza fluorescencji rentgenowskiej w najbliższej przyszłości pozwoli nam zobaczyć we wszystkich kolorach arcydzieła światowego malarstwa ukryte przed nami do tej pory.

Zdjęcie z witryny oraz z artykułu D. Thurrowgood i wsp., 2016. Ukryty portret Edgara Degasa.

Alexey Yapryntsev


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: