MOŽNOSTI SPEKTROSKOPICKÉ ANALÝZY MODELOVÝCH VZORKŮ MODERNÍCH PIGMENTŮ

Význam tématu

V současné době je identifikace moderních pigmentů zásadní pro restaurování a datování uměleckých děl. Kombinace spektrálních metod umožňuje neinvazivně odhalit složení barevných vrstev, včetně pigmentů, plniv a pojiv, a zároveň sledovat jejich degradaci.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl prověřit možnosti FTIR a Ramanovy spektroskopie při identifikaci moderních organických a anorganických pigmentů v modelových vzorcích a ověřit postup na reálném vzorku z olejomalby. Autoři zkoumají 24 vzorků pigment+pojivo+běloba před a po urychleném stárnutí.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala:

• Přípravu modelových vzorků s polymerovaným lněným olejem a akrylátovým pojivem.
• Směsi pigment+běloba v poměru 1:1 (v/v), nanesené na skleněné podložní sklíčko.
• Urychlené stárnutí při 55 °C a 50 % relativní vlhkosti po 36 dnech.
• Kontrolu barevných změn kolorimetrem v CIELab a výpočet ΔE.
• FTIR ATR na Nicolet iZ10 (525–4000 cm⁻¹, rozlišení 4 cm⁻¹, 32 scanů).
• Ramanova mikroskopie na Nicolet DXR2 s lasery 532 a 785 nm (objektiv 50×, rozlišení ~5 cm⁻¹).

Použitá instrumentace

• FTIR spektrometr Nicolet iZ10 (ATR diamantový krystal, DTGS detektor).
• Ramanův mikroskop Nicolet DXR2 (CCD detektor, lasery 532 a 785 nm).
• Urychlovač stárnutí Binder MKF 240.
• Kolorimetr X-Rite RM 200 QC.

Hlavní výsledky a diskuse

FTIR umožnila detekci organických vazeb pojiv (C=O ~1740 cm⁻¹), uhličitanů křídy a identifikaci pigmentů mimo pásy plniv. Ramanova spektroskopie izolovala vibrační pásy pigmentů na úrovni jednotlivých zrn. Klíčové body:

• Oracet Pink RF: FTIR identifikuje pásy v 3000–3500, 1500–1650 a <800 cm⁻¹. Raman (785 nm) detekuje pásy 1435 a 1329 cm⁻¹.
• RT-143-D Cinquasia Magenta: FTIR pásy 3000–3300 a <900 cm⁻¹. Raman ukázal pásy 1593, 1567, 1311, 1233, 1199 cm⁻¹.
• Grünspan synthetisch: Raman (532 nm) jasné pásy mědné soli, FTIR odhaluje pásy >600 cm⁻¹ a produkty acetátové degradace.
• Cromophtal Yellow D 1085: FTIR hlavní pásy v 1500–1650, 550–850 cm⁻¹. Raman potvrdil autenticitu bez ohledu na stárnutí.

Přínosy a praktické využití metody

Kombinací FTIR a Ramanovy spektroskopie lze komplexně charakterizovat složení barevných vrstev neinvazivně i v terénu. Postupy pomáhají:

• Určit typy pigmentů a pojiv, včetně degradovaných forem.
• Podpořit přesné datování a autentizaci uměleckých děl.
• Odhalit pozdější zásahy či falza.

Budoucí trendy a možnosti využití

Perspektivy rozvoje zahrnují:

• Přenosné Ramanovy a FTIR přístroje s vyšším rozlišením.
• Surface-enhanced Raman pro zesílení signálů slabých organických barviv.
• Hyperspektrální zobrazování a chemometrická analýza velkých dat.
• Rozšíření srovnávacích databází moderních pigmentů.

Závěr

Studie demonstruje komplementaritu FTIR a Ramanovy spektroskopie při analýze moderních pigmentů. Modelové vzorky i reálný případ ukazují silné a slabé stránky obou metod při neinvazivní identifikaci složení barevné vrstvy a jejich aplikace v konzervační praxi.

Reference

• Hunger K.: Industrial Dyes: Chemistry, Properties, Applications. Wiley‐VCH, Weinheim 2003.
• Meth-Cohn O., Smith M.: J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 5 (1994).
• Travis A.: J. Comput. Biol. 26, 726 (2019).
• Lomax S. Q., Learner T.: J. Am. Inst. Conserv. 45, 107 (2006).
• Kalsbeek N.: Stud. Conserv. 50, 205 (2005).
• Russell J. et al.: Anal. Bioanal. Chem. 400, 1473 (2011).
• Stachura S. et al.: J. Forensic Sci. 52, 595 (2007).
• Brostoff L. B. et al.: Anal. Chem. 81, 6096 (2009).
• Rosi F. et al.: Appl. Phys. A 100, 613 (2010).
• Scherrer N. C. et al.: Spectrochim. Acta A 73, 505 (2009).
• Schulte F. et al.: J. Raman Spectrosc. 39, 1455 (2008).
• Anghelone M. et al.: Microchem. J. 139, 155 (2018).
• Pereira R. C. et al.: Dyes Pigm. 158, 259 (2018).
• Lomax S. Q.: Stud. Conserv. 50, Supl. 19 (2005).
• MacEvoy B.: Handprint, staženo 27. 7. 2023.
• Druzik J., Pesme C.: Postprints TSG AIC, 38th Annual Meeting, Milwaukee 2010.
• Eastaugh N. et al.: Pigment Compendium. Butterworth-Heinemann, London 2008.