使用温控实验分析推进保存历史文物和绘画的研究-THMS600
发布时间:2021-11-26 16:51   文章栏目:行业新闻   浏览次数:

科学家和历史学家为了解历史和考古文物是如何退化的,以及如何才能更好地保存它们而投入了大量的时间和精力。无论是观看十五世纪的油画、古罗马的羊皮纸手写文件,还是史前时代的服装和工具,研究人员都对保存过程进行了调查,以确保这些物品不会永远消失。
罗马尼亚克拉约瓦大学国家纺织品和皮革研究与发展研究所的文化遗产高级研究(ARCH)实验室的研究人员使用LinkamLTS120珀尔帖系统来研究阳光照射引起的羊皮纸的光氧化变质问题。同时,西班牙巴斯克大学分析化学系的研究人员采用林肯公司的THMS600平台,研究基于铂金矿[ß-PbO₂氧化铅(IV]的历史绘画样品在拉曼光谱分析中的相变。这些只是众多例子中的两个,展示了温控显微镜在广泛的科学领域的作用;从材料和冶金,到生命科学、石油和天然气、太空探索和食品研究。

 

ARCH实验室的团队通过应用适合生物和自然样品的衰减全反射模式(FTIR-ATR)的非侵入式傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱和比色测量,以及微热台(MHT)方法,监测和评估了羊皮纸加速老化引起的物理化学变化。MHT是一种微创技术,广泛用于测量基于胶原蛋白的历史和考古材料(主要是皮革和羊皮纸)的收缩温度(Tₛ)。Tₛ值取决于胶原蛋白的结构稳定性,因此也取决于其老化程度。

 

分析是使用MHT设备进行的,该设备包括一个Linkam LTS120温度控制珀尔帖平台,配备了一个自动加热速率调节系统和一个立体显微镜。收缩运动由安装在显微镜上的数码相机记录。这种简单的方法提供了复杂的分析,并能对基于胶原蛋白的伪影进行现场评估和诊断。

 

ARCH实验室的项目主任Elena Badea博士评论说。"进行这项实验是为了研究光热混合老化对固相胶原蛋白的破坏性影响,就像在羊皮纸中发现的那样。如果我们能更好地了解胶原蛋白在特定文物中是如何退化的,我们就能对其制造过程、其受损程度以及如何最好地制定保存处理方法和应用适当的储存和处理条件来保存它有帮助。

 

 "我们从2006年开始使用MHT方法,现在大力提倡在分析新的和人工老化的样品以及古代材料时更多地使用这种方法,包括分析其他收缩参数,以限制过度或低估羊皮纸/皮革的保存(损坏)状况的风险。

 

"FTIR-ATR和拉曼技术加上MHT方法提供了定性的结果,使我们能够确定暴露在52℃30%相对湿度的光照下的羊皮纸中胶原蛋白随时间变化的老化模式。"

 

LTS120 Peltier平台是一种易于使用的温度控制平台,用于光学显微镜。它使用一个40mm x 40mm的珀尔帖元件来控制样品的温度,从-25°C120°C,精确度为0.1°C,速率高达每分钟30°C,可选择气体净化、湿度控制和电子连接。样品可以安装在普通的显微镜载玻片上,可以在XY方向移动15毫米。

 

铂金石是铅基颜料降解时发现的一种副产品,几个世纪以来,铅基颜料被广泛用于艺术品中。铂金石和其他铅化合物的形成被认为是造成老化艺术品中不受欢迎的发黑的原因。更好地了解铂金石的形成过程可能有助于分析和修复或激光清洗老化的艺术品。巴斯克大学的研究小组将拉曼光谱仪与THMS600温度控制台结合起来,加热商业铂金石样品并提高电池温度,以验证二氧化铅发生相变的温度范围,并在拉曼分析中显示铂金石的逐渐降解和次级产品的形成。研究小组发现,在激光的作用下,来自历史绘画样品的颜料与来自商业样品的颜料表现不同。

 

 研究人员之一,Juan Manuel博士评论说。"THMS600冷冻加热平台可以在-195°C+600°C的温度范围内操作,它使我们能够验证铂金矿的第一相转变是在365°C370°C的温度下发生。该阶段使我们获得了铅基化合物的逐步转化,从红铅到lithargemassicot(氧化铅矿物的类型),由热铂金矿降解产生[见图3]

 

 "然而,我们还发现,降解过程是可逆的,因为只有使用激光束,即使使用最大的功率,也不足以获得稳定形式的马西柯。当样品冷却后,在低激光功率下再次分析时,铂金矿分解的中间产物是明显的。

 

 "THMS600使我们能够看到属于不同相变的拉曼光谱,这一点仅通过改变激光功率是不可能的。我们的发现表明,在存在铅化合物的情况下,在壁画表面进行拉曼测量时,使用低激光功率是很重要的。"

 

通过对很少被阅读、打开或展出的手稿、文件和文物的分析,出现了重要的新信息。例如,材料的来源、生产技术的传播以及与使用环境的互动都是必须了解的知识,以便掌握历史文物的全貌。

文章来源于:https://www.linkam.co.uk/

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