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是什么让油画失去了明亮的蓝色?噢,是它自己

时间: 2020年06月16日 | 作者: James Urquhart | 来源: Chemistry World
群青是欧洲古典艺术中备受青睐的颜料,价格一度比黄金还要昂贵。但群青也很容易褪色,研究表明这和色素本身的催化特性有关,它能促使颜料中的粘合剂成分分解,使画面失去光泽



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《戴珍珠耳环的少女》|图片来源:Wikipedia


来源 Chemistry World

撰文 James Urquhart

翻译 王嘉媛

编辑 戚译引


群青因其深蓝的色泽备受青睐,自中世纪以来就用于油画中,但它也容易失去其明亮的色彩。现在研究人员发现,“群青病”(ultramarine disease)现象很可能是由颜料本身的催化活性引起的。这一发现可能有助于保护文艺复兴时期的艺术品。


群青的传统制作方式,是将阿富汗的矿山产出的青金石磨成细粉,并将其与油和蜡混合。它是文艺复兴时期画家使用的最昂贵的蓝色颜料,甚至比黄金还要珍贵。直到 1826 年人工合成的群青诞生,它的价格才大幅下跌。


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未经加工的青金石。图片来源:Wikipedia


天然颜料和人工合成颜料都会出现“群青病”,也就是说会变成暗淡的灰蓝色。此前,研究人员将这种现象归因于色素损失,另一种解释是色素仍然存在,但是由于色素颗粒与涂料中有机粘合剂之间形成细小裂纹,导致光线散射,颜色看起来变暗了。


荷兰阿姆斯特丹大学的 Katrien Keune 解释说:“如果你观察群青色的结构,就会发现它具有催化活性,这完全合理,因为它是一种类似于商业催化剂的沸石结构。”沸石可能是使群青褪色的原因,它会分解粘合剂,产生光散射效应。


Keune在2006年首次意识到,群青色可能具有催化活性。当时她将含有不同色素、但含有相同的亚麻籽油粘合剂的油画颜料进行人工老化,发现只有含有群青的涂料出现了裂痕,分析结果表明颜料中的粘合剂已完全分解。


“对于群青来说,黯淡的外观是由于介质的分解所致。染料的蓝色仍然存在,而且老化的群青涂料的灰色调也是原始画作的一部分。”Keune 说。


为了探索群青的催化特性,Keune 的团队从青金石中提取了样品,并获得了商业化的合成群青。随后,化学家们进行了用群青催化作用下将甲醇脱水成二甲醚的实验,控制组使用了石英砂。


与石英砂组对比,有群青存在时生成的二甲醚更多,转化率的增加接近 12 倍,表明群青具有催化活性。Keune 认为,由于群青中的油性粘合剂的笼型结构上具有 Brønsted 酸位和 Lewis 酸位,它可能会发生降解和氧化。


实验结果表明,合成群青作为催化剂的性能要略优于青金石。然而,合成颜料颗粒的表面积(要比天然原料)高出五倍。计算这一差异后,研究小组发现天然群青的催化活性是合成颜料的 4.5 倍。Keune 认为,这是因为天然天青石制作的颜料中比人工合成群青含有更多的钙离子,而钙离子已知可以促进乙醇转化为乙醚和乙烯。


美国巴德研究生中心(Bard Graduate Center)研究颜料分解的 Jennifer Mass 表示:“像群青这样具有沸石结构的颜料可以作为油画颜料粘合剂水解和氧化的催化剂,这在化学上完全是合理的。Keune团队的最新贡献表明,识别油画发生变化的机制能够指导我们更好地保存不可替代的艺术品。”


原文链接:

https://www.chemistryworld.com/news/luxury-blue-paint-pigment-catalyses-its-own-disease/4011853.article