如海便携式拉曼用于意大利罗马古画修复颜料研究

为文化遗产资料诊断分析、加强青年专业人才在文化遗产领域的作用，上海如海光电与意大利罗马世界物质文化遗产保护组织于2020年订立合作协议；双方在文化遗产方面有着共同的利益和目标，联合开发性价比更高的分析仪器；旨在促进各机构在文化遗产知识和研究领域的合作。

便携式拉曼用于意大利罗马古画修复颜料研究

关键词：颜料鉴别；古画修复；拉曼光谱。

摘要：意大利罗马世界物质文化遗产保护组织使用如海光电便携式拉曼光谱仪785nm检测Morte di Santa Orsola 。测得的拉曼图谱与数据库rruff及文献对比，可鉴别破损及褪色部分的颜料，维持原画作的艺术效果。

古画是珍贵的文物，具备优质的艺术欣赏价值与科学研究价值。因环境因素、人为因素的影响，经常会出现污损、虫蛀及发霉等情况，必须对古画进行修复处理。古画修复中会面临不能取样，或由于尺寸、脆性和安全性等问题无法移动。如海光电和Youth in Conservation of Cultural Heritage - YOCOCU APS合作，选用便携式拉曼光谱仪Oceanhood’s  portable 785 nm Raman Spectrometer RK785-II instrument用于十八世纪下半叶Morte di Santa Orsola古画修复研究。

颜料是古画美感呈现的重要载体，在古画修复中全色属于主要环节之一，在破损或者褪色的部位填涂颜色相同的颜料，以维持原画作的艺术效果。实验表明，基于多光谱技术对古画进行修复，不仅可以在保证不修改古画的本来风貌的基础上还原载体和各颜料的颜色，而且不依赖于人的主观意向，因此这种方法更为精确。

拉曼光谱证实了通过XRF分析获得的结果。艺术家调色板主要是由赭石组成的。使用朱砂作为红色，是通过拉曼光谱中存在253、282和343 cm⁻¹的特征峰验证的；通过224和404cm⁻¹证实混合的有红赭石。

Colour

Points of analysis

Elemental composition by XRF

Molecular identification by Raman spectroscopy

Identification by Reflectance spectroscopy

Blue, sky

Mis. 1

Pb (+++), W (++), Fe

(++), Cu (+), S, Ca, Ar

Fluorescence

-

Red, mantle of Saint Orsola

Mis. 2

Pb (+++), Hg (+++), W (++), Fe (+), Cu (+),

Ar, S, Ca/ Sb

Cinnabar and red earth

Cinnabar and white lead

Pink, cheek of the cherub

Mis. 3

-

cinnabar

Cinnabar and white lead

Green, palm leaf

Mis. 4

Pb (+++), Fe (++), W

(+), Cu, Sb, S, Ar,

Ba/Ti

Green earth

White lead, green earth or malachite

Pink, cheek of the angel

Mis. 5

Pb (+++), Hg (++), W (++), Fe(+), Cu (+), S,

Ca, Ar

cinnabar

Cinnabar and white lead

White, mantle of Saint Orsola

Mis. 6_1

Pb (+++), W (++), Cu (+), Fe (+), S (+), Ca,

Ar

fluorescence

White lead

White, mantle retouch of Saint Orsola

Mis. 6_2

Pb (+++), W (++), Cu

(+), S (+), Ar, Ca, Fe

--

Yellow, mantle detail

Mis. 7

Pb (+++), Fe (++), W (++), Zn (+), Sb (+),

Cu (+), Ba/Ti, S, Ar

Yellow ochre

White lead, yellow ochre or Naples yellow

Green, mantle of handmaid

Mis. 8

Pb (+++), Fe (+++), W

(++), Cu, Sb, Ar, S,

Ba/Ti

fluorescence

White lead, green earth or malachite

Blue, handmaid’s ribbon

Mis. 9

Pb (+++), Fe (++), W (++), Cu (+), Ca (+), S,

Ar

fluorescence

-

Blue, mantle of angel

Mis. 10_1

Pb (+++), Fe (++), W (++), Cu (+), Ca (+), Ar, S

fluorescence

-

Light blue, mantle of angel

Mis. 10_2

Pb (+++), Fe (++), W (++), Cu (+), Ca (+), Ar, S

--

Light blue, mantle of angel

Mis. 10_3

Pb (+++), Fe (++), W

(++), Cu, Ca, S, Ar

--

Dark blue, mantle retouch of angel

Mis. 10_4

Pb (+++), Fe (++), W

(++), Cu, Ca, S, Ar

--

Brown, rod

Mis. 11

Pb (+++), Fe (++), W (++), Cu (+), Ca (+), S,

Ar

Sienna earth and burnt umber

White lead, burnt umber

Pink, incarnate of Saint Orsola

Mis. 12

Pb (+++), W (++), Cu (+), S (+), Hg, Ar, Ca,

Fe--

Pink, cherubim’s cheek

Mis. 13

Pb (+++), Hg (+++),

Fe (++), Cu (+), Sb/Ca (+), S, Ar

--

Yellow, mantle detail of angel

Mis. 14

Pb (+++), W (++), Fe (++), Cu (+), Sb (+),

Zn (+), S, Ar, Ba/Ti

--

Yellow, crown of Saint Orsola

Mis. 15

Pb (+++), Fe (+++), W (++), Sb (+), Cu (+),

Ba/Ti, Ar, S

Yellow ochre

-

在黄色背景中收集的光谱显示，在217，402和560cm⁻¹处有典型的黄赭石带。棕色区域的拉曼光谱揭示了Sienna earth and burnt umber的应用，由399和644cm⁻¹左右的峰值识别。通过存在青瓷石（285和351cm⁻¹）和青云母峰（705cm⁻¹），检测到Green earth。不同区域的拉曼光谱由于散射现象和残留清漆的存在，（1，6_1，8，9和10）显示出强烈的荧光背景，白色和蓝色颜料无法鉴别。

在2157和680cm⁻¹处观察到典型的条带，分别与氰化物离子的C≡N键与Fe2+-CN-Fe3+键有关。检测到的其他条带是由所使用的粘合剂亚麻籽油产生的。观察到CH2振动键（2917和2848cm⁻¹），C = O双键（1720cm⁻¹）和芳香族含量（707cm⁻¹）[22，23]的特征条带。上述结果和VIS/UV/IR photography, XRF, FTIR检测一致。

已发表的文献

IN SITU DIAGNOSTIC ANALYSIS OF THE SECOND HALF OF XVIII CENTURY “MORTE DI SANT’ORSOLA" PANEL PAINTING COMING FROM CHIESA DEI SANTI LEONARDO E ERASMO ROCCAGORGA (LT, ITALY)

Combined Use of Non-Invasive and Micro-Invasive Analytical Investigations to Understand the State of Conservation and the Causes of Degradation of I Tesori del Mare (1901) by Plinio Nomellini

应用场景

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