FTIR光譜技術(shù)是測(cè)定顏料、粘合劑和填料化學(xué)成分常用的方法之一。
藝術(shù)品劣化/ FT-IR
人們都喜歡在美術(shù)館欣賞畫作，但很少人知道繪畫大師在創(chuàng)作作品時(shí)，使用的是哪種方法或哪些材料。即使標(biāo)簽上注明“倫勃朗油畫”，其材料組成通常比表面看起來復(fù)雜得多。
遺憾的是，正是這種復(fù)雜性，導(dǎo)致了畫作因多種原因緩慢但不可避免地老化。例如化學(xué)變化、光照影響、材料之間相互作用，或者藝術(shù)家們選擇了不合適的材料。
當(dāng)然，藝術(shù)家們很少知道自己所選的顏料或粘合劑在未來將對(duì)其畫作產(chǎn)生何種影響。例如， 從20世紀(jì)20年代初開始，藝術(shù)家們青睞的二氧化鈦顏料。
事實(shí)證明，二氧化鈦（TiO2）可促進(jìn)亞麻籽油（一種顏料溶劑）降解，從而導(dǎo)致畫作表面開裂和發(fā)黃。為更好地了解這一效應(yīng)，藝術(shù)品保護(hù)領(lǐng)域的研究人員開始著手測(cè)定可見光對(duì)TiO2和亞麻籽油反應(yīng)的影響1。
他們選擇的是哪種檢測(cè)方法？——當(dāng)然是FTIR光譜法！
FT-IR技術(shù)促進(jìn)了藝術(shù)品保護(hù)研究！/ FT-IR
在實(shí)驗(yàn)中，他們將純亞麻油，亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦（TiO2的兩種相態(tài)）的混合物置于可見光和紫外光下。然后使用布魯克LUMOS II FTIR顯微鏡，在ATR模式下，對(duì)這些樣本的老化過程進(jìn)行持續(xù)49天的監(jiān)測(cè)。
LUMOS II 布魯克最新一代智能顯微紅外
但是，紅外光譜究竟如何體現(xiàn)降解過程呢？研究人員找到了三種可提供線索的光譜特征峰。
1. 1710 cm−1處形成紅外頻帶“肩峰”，表明游離脂肪酸形成；
2. 1670 cm−1處譜峰位移至1610 cm−1，表明顏料發(fā)生自氧化；
3. 1168 cm−1處峰強(qiáng)下降，表明甘油三酯酯鍵發(fā)生降解。
下圖顯示了純亞麻籽油在可見光下發(fā)生老化后的譜峰變化。標(biāo)注的光譜處均可反映出變化，但并不太明顯。
亞麻籽油發(fā)生老化后的光譜
來自Heritage Science
相比之下，隨著時(shí)間的推移，亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦的混合物發(fā)生了顯著變化（見下圖）。
亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦的混合物發(fā)生老化后的光譜
來自Heritage Science
1710 cm−1處形成了一個(gè)新的峰，而在純亞麻籽油對(duì)照光譜中，此處僅顯示為一個(gè)小肩峰。除此之外，1670 cm−1至1610 cm−1范圍內(nèi)，出現(xiàn)了一個(gè)較大肩峰。還有一點(diǎn)很重要，1168 cm−1處的峰值強(qiáng)度明顯下降。
這些結(jié)果表明，TiO2明顯影響了亞麻籽油基顏料的穩(wěn)定性。
藝術(shù)品保護(hù)研究有助于了解藝術(shù)畫作為何逐漸喪失色彩甚至不可避免的損壞。對(duì)于此類研究，以及藝術(shù)品保護(hù)方法的開發(fā)，布魯克LUMOS II FTIR顯微鏡是不錯(cuò)的選擇。
參考文獻(xiàn)：
（1）Schmitt, T., Rosi, F., Mosconi, E. 等人。《對(duì)TiO2基油畫顏料老化的新發(fā)現(xiàn)：光照條件和表面相互作用的影響》。Herit Sci 10, 99 (2022).
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