Ver cómo se seca la pintura puede parecer un pasatiempo aburrido, pero comprender lo que sucede después de que la pintura se seca puede ser clave para preservar preciosas obras de arte.

La formación de jabones metálicos en obras de arte compuestas con pinturas al óleo puede causar "acné artístico", que incluye espinillas y un deterioro más severo, lo que plantea un desafío urgente para la conservación del arte en todo el mundo.

Está afectando las obras de Georgia O'Keefe, Vincent Van Gogh, Francisco de Goya, y Jackson Pollock, Entre muchos otros, y los investigadores aún no han encontrado una buena solución para detener sus efectos.

Para obtener más información sobre los procesos químicos involucrados en el envejecimiento de las pinturas al óleo con detalles microscópicos y a nanoescala, un equipo internacional dirigido por investigadores de la Galería Nacional de Arte y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) llevó a cabo una serie de estudios que incluyeron imágenes de rayos X en 3D de una muestra de pintura en la Fuente de luz avanzada (ALS), un sincrotrón en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab).

"Se estima que el 70 por ciento de las pinturas al óleo ya podrían tener o tendrán estos problemas de jabón metálico, "dijo Xiao Ma, Charles E. Culpeper Fellow en la National Gallery of Art, quien fue el autor principal del estudio del equipo, publicado en la revista Edición internacional Angewandte Chemie .

"En nuestras colecciones vemos jabones en las pinturas; diría que no es infrecuente, ", señaló." Es posible que ya no se muestren en la superficie, pero existen en el 'suelo, 'o capas de imprimación ".

La misma química dañina, que estudios previos han rastreado a la mezcla de ácidos grasos con iones metálicos presentes en pigmentos de pintura, incluido el plomo, zinc, cobre, cadmio, y manganeso, se ha encontrado que ocurre en algunos revestimientos orgánicos, también, como las que se utilizan para esculturas de bronce y en la industria, Ma señaló.

El último estudio se centró en una pintura llamada "Soft Titanium White" que fue pintada sobre un lienzo en 1995 por un fabricante de pinturas. Además del dióxido de titanio (TiO ₂ ), contiene óxido de zinc (ZnO), que se sabe que forma jabones. Pinturas como esta han estado en uso desde alrededor de 1930, Dijo mamá. La muestra envejecida no ha sido tratada de ninguna manera y ha permanecido en un ambiente controlado.

El estudio encontró que los grupos de un compuesto llamado estearato de aluminio se distribuyen al azar en la pintura, y que los carboxilatos de zinc, conocidos como jabones, se entremezclan dentro de ellos. El análisis de alta resolución espacial mostró que un tipo de jabón de zinc, estearato de zinc, agregados en las proximidades de estos grupos.

Y aunque la muestra de pintura aún no mostraba deterioro físico, Los investigadores encontraron indicios de que la pintura podría fragmentarse y desconcharse (desconcharse) si los jabones de zinc se vuelven más concentrados y localizados dentro de la pintura con el tiempo.

"Estamos tratando de controlar los procesos iniciales para comprender dónde se podrían estar formando los jabones y hacia dónde se podrían mover, si se están moviendo, "dijo Barbara Berrie, quien dirige el Departamento de Investigación Científica de la Galería Nacional de Arte y se desempeñó como co-líder del estudio. "Queremos asegurarnos de que entendemos lo que sucede en las pinturas más contemporáneas para que estas obras estén aquí para el futuro".

El estudio podría tener implicaciones más amplias para desarrollar mejores métodos de conservación basados ​​en la química observada en las pinturas al óleo. ella dijo. "Puedo ver que esto tal vez se aplique en general a cuestiones de conservación y tratamientos para todo tipo de obras de arte, " ella dijo.

Dula Parkinson, un científico del personal de la ALS que participó en el estudio, dijo que los rayos X revelaron el tamaño, forma, y distribución de pequeñas manchas que se asemejan a burbujas en una muestra de pintura que mide solo un par de milímetros de ancho.

"Querían comprender la química básica y los procesos básicos de lo que estaba sucediendo, ", dijo." Estas estructuras que ven son muy comunes en muchas pinturas, y por eso están tratando de ver por qué estas estructuras están aquí ". utilizando una técnica llamada microtomografía de rayos X, mapeó diversos espesores en la pintura y reveló algunas grietas microscópicas.

La microtomografía en la ALS también se ha utilizado para proporcionar vistas microscópicas de una amplia gama de muestras, desde los tallos de las plantas hasta los escudos térmicos de las naves espaciales.

Además de la exploración de rayos X de una muestra de pintura a microescala, El equipo también utilizó una técnica conocida como resonancia fototérmica inducida (PTIR) que excedía los límites de aumento de los microscopios de luz convencionales. PTIR acopla los láseres infrarrojos (IR) con un microscopio de fuerza atómica para proporcionar una ventana a nanoescala de la química de la pintura a una escala mucho más pequeña que la que se puede lograr con los microscopios IR convencionales.

Otra técnica, llamada microespectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), proporcionó una visión más amplia de la composición química a través de diferentes capas de muestras de pintura.

Andrea Centrone, líder de proyecto para el Grupo de espectroscopia a nanoescala del NIST que codirigió el estudio con Berrie, señaló que la técnica PTIR proporciona un mapeo químico con una resolución similar a la de la microscopía de fuerza atómica, que ofrece un escaneo de la muestra a través de un proceso similar a la aguja de un tocadiscos que se mueve sobre una superficie y la mapea.

Mientras la punta escanea la muestra, Los pulsos infrarrojos se absorben localmente y la muestra se calienta y se expande rápidamente. Esto "patea" la punta como un diapasón golpeado y proporciona información químicamente específica sobre la muestra.

La muestra de pintura tenía un aspecto muy rugoso, superficie pegajosa que era difícil de mapear químicamente, Centrone trabajó con colaboradores en NIST para adaptar la técnica de modo que la punta de escaneo oscile sobre la superficie de la muestra, tocándolo suavemente en lugar de arrastrarlo, permitiendo la captura de datos de alta resolución.

"Podemos capturar detalles muy pequeños de hasta 10 o 20 nanómetros, "o mil millonésimas de metro, Centrone dijo. "Pudimos detectar qué tipo de jabón metálico se había formado en las muestras de pintura".

El estudio señala que las mismas técnicas que se usaron en combinación para explorar la química de la pintura podrían aplicarse de manera más amplia en otros campos donde las muestras son desafiantes porque su química no es uniforme. y se requiere un conocimiento detallado de la química en diferentes escalas, como en biomedicina y almacenamiento de energía.

Berrie dijo que espera estudios futuros que apliquen las mismas técnicas para explorar diferentes tipos y capas de pintura y otros temas para la preservación de obras de arte.

"Esperamos poder hacer algunas comparaciones y contrastes de diferentes combinaciones de interacciones aceite-pigmento, ", dijo." Podremos explorar parte de la química subyacente de las pinturas de las que todavía no sabemos mucho, "para proporcionar información para la preservación del arte, también. "Y, estamos tratando de ayudar a informar la gama de opciones que tienen los conservadores de arte ".