2014. január 7., kedd

Mitől barnulnak a falon a 100 éves napraforgók?

A 19. század végén, 20. század elején született egyes olajfestmények sárgái az idők során besötétednek, megbarnulnak. Nem jelentenek kivételt ez alól Vincent van Gogh jól ismert, napraforgókat ábrázoló csendéletsorozatainak képei sem.
Vincent van Gogh: Napraforgók (1888). Forrás: wikipedia.
Egy olasz, holland és francia kutatókból álló csoport az elmúlt három évben részletesen vizsgálta, mi okozza a festék átalakulását, megóvhatók-e ezek a képek az elsötétedéstől.

Az átalakuló festmények közös vonása, hogy sárga felületeiket a 100-150 éve még széles körben használt ún. krómsárgával festették.

Krómsárga
A festék neve arra utal, hogy a króm kémiai elem sárga színű vegyülete.

kisszínes
Magát a króm elemet Vauquelin francia vegyész fedezte fel 1797-ben, amikor sikerült elemi formában kivonnia e fémet a krokoit nevű uráli ólom-kromát (PbCrO4) ásványból.

Krokoit (Berezovszk, Urál, Oroszország) 
Ezt a példány József nádor felesége, Alexandra Pavlovna cárleány hozta magával Magyarországra 1799-ben, így mind gyűjtési idejét, mind lelőhelyét tekintve testvére annak a krokoitnak, amelyben a króm elemet felfedezték 1797-ben.
Eötvös Loránd Tudományegyetem, TTK Természetrajzi Múzeum, Budapest

Érdekes, hogy az elemnek pont az alapján adott Vauquelin nevet, hogy e fém vegyületek nagyon változatos színűek. (A görög „khróma” (χρωμα) szó jelentése „szín”.)

A krómsárgát jól fedő, élénk színű, viszonylag olcsó festékként a 19. században kezdték el használni. Néhány évtized alatt azonban kiderült, hogy a fénynek és kémiai folyamatoknak kevéssé áll ellen, ezért használatát idővel felváltotta a kadmiumsárga.



Az olasz-holland-francia kutatócsoport először mesterségesen öregített krómsárga festékeket elemzett, majd mintát vettek korabeli festékes tubusokból és több van Gogh festmény sárgáiból. Ezeket különböző körülményeknek, pl. más-más színű (hullámhosszú) fénysugaraknak kitéve vizsgálták.

A régészeti és történeti korokban használt festékanyagokat összegyűjtő adatbázisokban (például itt*) a krómsárgáról azt írják, ólom-kromát, összetétele megegyezik a krokoitéval (PbCrO
4). Egy flamand fauvista (Rik Wouters) festékes tubusában talált festékmaradéknak és van Gogh festményeinek elemzése azonban megmutatta, hogy amit a festők és kereskedők korábban krómsárgának neveztek, az valójában nem egy, hanem több – de színükben megegyező – mesterségesen előállított vegyület volt, és így nem csoda, hogy a különböző krómsárgák különbözőképpen is viselkedtek a vásznon.


Rik Wouters: Önarckép szivarral. Forrás: wikipedia.
Van Gogh krómsárgái például az ólomkromáton (PbCrO4) kívül különböző kristályrendszerekben** (monoklin, rombos) kristályosodó ólom-kromát-szulfátokat (PbCr1-xSxO4) is tartalmaztak.

A kutatók igazolták azt a korábbi feltételezést, hogy a festék a króm oxidációs állapotának változása miatt sötétedik meg idővel. (A +6 vegyértékű króm redukálódik +3 vegyértékűvé). Rájöttek arra is, hogy e fényre kialakuló folyamat megindulása a szulfát helyettesítéssel függ össze, csak a nagy szulfáttartalmú, döntően rombos kristályrendszerben kristályosodó krómsárgák hajlamosak az elváltozásra.


Vizsgálatra kész, plexitéglákban rögzített festékmaradványok.  Fotó: I. Montero/ESRF
A kísérletek azt is megmutatták, hogy az sem mindegy, hogy milyen színű a fény. A festék a látható fény zöld és kék színeire, valamint az ultraibolyára érzékeny, míg a vörös fény nem váltja ki a reakciót. Ennek alapján kimondták, hogy a krómsárga festékek sötétedését a zöldnél (525 nm) kisebb hullámhosszú fénysugárzás kiszűrésével lehet lassítani.

A kutatássorozat, amelynek során hét, többségében röntgensugárzással dolgozó anyagvizsgálati módszert használtak, szerintem az egyik legszebb példája annak, hogyan segítheti a modern anyagvizsgálat hatékonyan a kulturális örökség darabjainak megóvását.

*: PIGMENTUM néven magyar nyelvű adatbázis is készül, itt elérhető.

**: A természetben is keletkező kristályos vegyületekre (ásványok), csakúgy, mint a hozzájuk hasonló, de csak mesterségesen előállított kristályos vegyületekre (műtermékek) az atomok, ionok, ritkábban molekulák hosszútávú rendje, a végtelen kristályrács jellemző. A szemmel is látható méretnél mintegy milliószor kisebb atomok szabályos ismétlődése, rendje ritkán a külső alakban is megjelenik. Ilyenkor a kristályok alakját szimmetriájuk (síkra tükrözés, tengely körül forgatás, középpontra tükrözés) felismerésével tudjuk legegyszerűbben leírni. A szabad szemmel látható szimmetria alapján 7 kristályrendszert különböztetünk meg. Ilyen kristályrendszer például a cikkben is szereplő monoklin (egyhajlású) és a rombos rendszer is.
Creative Commons Licenc
Ez a Mű a Creative Commons Nevezd meg! - Ne add el! - Így add tovább! 2.5 Magyarország Licenc feltételeinek megfelelően szabadon felhasználható.