A escala molecular, Existen sorprendentes similitudes entre la capa exterior de una pelota de golf y la pintura al óleo blanca utilizada por Van Gogh y sus contemporáneos. En ambos casos, las interacciones entre los iones de zinc y las cadenas de polímeros son la base de importantes propiedades del material. En una publicación reciente en la revista científica Avances de la ciencia , Investigadores del Rijksmuseum y de la Universidad de Amsterdam describen el papel de los iones de zinc en la red molecular de la pintura al óleo. Sus estudios podrían explicar por qué las pinturas realizadas con pigmento blanco de zinc son tan sensibles a las condiciones de alta humedad.

Vincent van Gogh y otros pintores de su época solían utilizar blanco de zinc (óxido de zinc, ZnO), un pigmento blanco que produce una buena pintura al óleo opaca. Sin embargo, El blanco de zinc puede reaccionar fácilmente con el aglutinante de aceite a medida que se polimeriza y se transforma en una red de cadenas moleculares durante el secado de la pintura. Como consecuencia, Los iones de zinc se anidan entre las cadenas moleculares del aceite. Investigaciones anteriores demostraron que este proceso no está exento de peligros:los iones pueden acelerar la descomposición del aceite, y forman compuestos químicos problemáticos con los productos de degradación.

Pelotas de golf

Para ayudar a los conservadores a minimizar los daños y ralentizar el envejecimiento de la pintura al óleo, El Dr. Joen Hermans y sus colegas ahora han resuelto la estructura molecular alrededor de los iones de zinc en la pintura al óleo. La investigación también ha arrojado importantes conocimientos en el mundo de los plásticos. Algunos plásticos contienen iones de zinc, por lo que pueden fundirse y procesarse a temperaturas más bajas. sin dejar de ser fuerte y duradero. Por lo tanto, este tipo de plástico es muy adecuado para la capa exterior de pelotas de golf, por ejemplo. Los investigadores aún no habían determinado exactamente cómo los iones de zinc mantienen unidas las cadenas de polímero en estos plásticos.

Los investigadores de la Universidad de Amsterdam y el Rijksmuseum ahora han respondido a estas preguntas sobre el entorno de los polímeros alrededor de los iones de zinc en un análisis avanzado que combina luz infrarroja con cálculos de mecánica cuántica. Utilizaron espectroscopia infrarroja bidimensional (2-D-IR), una técnica compleja que es capaz de medir las interacciones entre los enlaces químicos y su orientación en el espacio. 2-D-IR nunca antes se había utilizado para estudiar la estructura molecular en polímeros sólidos.

El papel del agua

La investigación demostró que el entorno polimérico de los iones de zinc puede adoptar dos estructuras completamente diferentes. Existen exactamente las mismas dos estructuras para los iones de zinc en la capa exterior de plástico de las pelotas de golf y materiales similares. Es más, Los investigadores descubrieron que cantidades muy pequeñas de agua en una pintura al óleo o plástico determinan cuál de los dos entornos es más probable que ocurra. Dado que una de las estructuras es más activa en las reacciones químicas que provocan el envejecimiento de la pintura, Esta investigación arroja una posible explicación molecular del hecho de que las pinturas al óleo hechas con blanco de zinc tienden a envejecer más rápido en condiciones de alta humedad.

Estos nuevos conocimientos son muy importantes para la investigación de seguimiento sobre el efecto de la humedad en la vida útil de una pintura. Adicionalmente, son un punto de partida para determinar qué pinturas serán más sensibles a futuras alteraciones. Los investigadores del Rijksmuseum y la Universidad de Amsterdam continuarán esta investigación en los próximos años.