柔和的黄色《绝望》是爱德华·蒙克在画作中使用黄色的一个例子。 （爱德华·蒙克 1894 年。文件提供：Munchmuseet）
美国研究人员对历史艺术品中广泛使用的黄色颜料如何随着时间的推移而褪色有了新的见解。 杜克大学的马丁·费舍尔（Martin Fischer）和他的同事利用他们开发的用于检测皮肤癌的成像技术，展示了油漆降解的迹象如何在肉眼可见之前就出现在微观尺度上。
历史上的艺术家在创作杰作时都知道，他们使用的颜色会随着时间的推移而褪色。 然而，最近，分析技术为了解颜料微观颗粒的特性及其褪色原因提供了见解。 这使我们能够想象艺术品首次绘画时的样子，以及如何保存和修复绘画作品。
“了解颜料降解的原因对于阻止已经发生的损坏、防止尚未发生的损坏以及了解降解的杰作最初的外观非常重要，”费舍尔解释道。
这项任务最具挑战性的方面之一是隐藏在绘画表面之下的深层复杂性。 在许多画作中，多种颜料混合在一起并相互层叠，这使得在不损坏艺术品的情况下很难对其进行分析。
在他们的研究中，费舍尔和同事使用一种称为暴涨浦探针显微镜的方法克服了这一挑战，该方法使用同步飞秒激光脉冲对。 两种不同的脉冲激光束叠加，然后聚焦到正在成像的样品上，暴涨浦和脉冲到达之间存在受控延迟。 暴涨脉冲首先出现并在样品内产生激发。 然后，探测脉冲与样品相互作用，使得反射光包含有关特定激发的信息，从而包含样品的化学成分。
技术强大
暴涨浦证明显微镜已成为生成非荧光图像的高对比度图像的强大技术，尤其是在活体组织中。 事实上，费舍尔的团队已经将其用于检查痣是否有皮肤癌的迹象。 现在，该小组已经使用技术来检查隐藏在复杂油漆层中的颜料的降解情况。 他们专注于含有硫化镉的颜料，这种颜料呈亮黄色，在艺术史上发挥了重要作用。
“硫化镉深受爱德华·蒙克、亨利·马蒂斯和巴勃罗·毕加索等艺术家的欢迎，但也很容易退化，”费舍尔解释道。 “尽管 CdS 很重要，但环境条件和制造方法对降解过程的影响尚不清楚。”
为了研究这种效果，研究小组首先使用过去艺术家经常使用的历史方法合成硫化镉颜料。 然后，他们将颜料暴露在高水平的光线和湿度下，加速了老化过程。 这很快将硫化镉颗粒降解成水合硫酸镉，导致黄色褪色。
变量细分
在降解过程中，研究人员使用暴涨浦探针显微镜来监测单个硫化镉颗粒的变化。 他们的实验表明，分解过程可能会有很大差异，具体取决于颗粒的大小和形状。
“我们发现，对于更靠近表面的小而粗糙的 CdS 晶体，降解往往会发生得更强烈，”Fischer 解释道。 相比之下，“较大晶体的降解往往是从外到内、从上到下开始的。”
实验还表明，甚至在艺术保护人员敏锐的眼睛也能看到之前，退化的迹象就已经开始出现。 “拥有这样的早期预警信号对于调整艺术品的存储或展示条件或表明早期干预的需要非常有用，”费舍尔补充道。
基于他们的成功，费舍尔和同事现在希望暴涨浦探针显微镜能够帮助他们更好地了解导致其他类型颜料褪色的降解过程。 反过来，他们的工作可以使保护者开发新的和改进的技术，帮助他们在未来几年保护无价的历史艺术品。
该研究在 JPhys Photonics 中有描述。
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