UACH > VÝZKUM > Výzkum kulturního dědictví > Pokročilá analýza ve studiu kulturního dědictví

Pokročilá analýza ve studiu kulturního dědictví


Pokročilé neinvazivní a mikroanalytické techniky a postupy ve studiu kulturního dědictví

Kontaktní osoba: David Hradil

Analýza materiálů je klíčovým a často kritickým prvkem pro všechny profese, které působí v oblasti výzkumu hmotného kulturního dědictví, jeho restaurování a ochrany. Pomáhá například restaurátorům odlišit původní materiály a barevné vrstvy od přemaleb, nebo pomáhá historikům umění ověřit či upřesnit datování a provenienci uměleckých děl. Technologové zase chtějí vědět, které rozpouštědlo je vhodné k čištění povrchu a kurátoři se snaží optimalizovat klimatické podmínky, aby se zabránilo riziku degradace materiálů světlem, vlhkostí nebo např. solemi. Vzhledem k řadě komplikujících faktorů (jakými jsou malé velikosti vzorků z uměleckých děl, jejich heterogenita, nutnost neinvazivních a nedestruktivních přístupů atd.) dochází často k chybným interpretacím v analýzách prováděných pouze na servisním základě. Proto je pro každou jednotlivou otázku nebo typ materiálu nezbytný metodický výzkum a to především s ohledem na stále se rozšiřující možnosti analytických přístrojů.

Zaměřujeme se na analýzu uměleckých děl, především na složení barev – pigmentů a organických pojiv. Sledujeme současné trendy, zejména ve vývoji a testování hybridních metod (kombinování více typů informací v jednom zařízení – například zobrazování vnitřní struktury a prvkového mapování) a širší využití přenosných lehkých zařízení (např. infračervených, Ramanových nebo rentgenfluorescenčních spektrometrů) umožňující efektivní sběr dat in situ (tj. bez přepravy uměleckého díla), na jejichž základě se rozhoduje o cíleném odběru vzorků, což významně snižuje jejich počet. Při analýze mikro-fragmentů barevných vrstev (často připravených ve formě leštěných nábrusů) zdůrazňujeme úlohu netradičních metod, jejichž potenciál dosud nebyl plně využit. Typickým příkladem je testování a aplikace práškové rentgenové mikrodifrakce (mikro-pXRD) pro strukturní analýzu krystalických sloučenin, provenienční analýzu minerálních pigmentů nebo fázových přechodů probíhajících při stárnutí a degradaci materiálů. Kritické hodnocení limitů se vždy vztahuje ke konkrétním typům úkolů – jako jsou například meze Ramanovy mikroskopické spektroskopie (jinak velmi populární a široce používané) při analýze hlinkových pigmentů nebo komplikovaných pigmentových směsí v moderní malbě (F. Kupka, E Munch).

Obr. 1 Nedestruktivní analýza referenčního materiálu přenosným FTIR spektrometrem

Obr. 2 Nedestruktivní analýza miniatury z 19. st prováděná rentgenovou mikrodifrakcí

Obr. 3 Příčný řez mikrovzorkem odebraným z malby a zalitým v syntetické pryskyřici 

Obr.4 Sekvence barevných vrstev (stratigrafie) pozorovatelná na příčném řezu ve viditelném světle (foto J. Hradilová)

Obr. 5 Sekvence barevných vrstev (stratigrafie) pozorovatelná na příčném řezu ve zpětně odražených elektronech (foto S. Švarcová)

Obr. 6 Difrakční záznam pořízený rtg. mikrodifrakcí na značně zdegradovaném fragmentu z gotické nástěnné malby ukazuje přítomnost druhotné fáze – neobvyklého arseničnanu-chloridu olovnatého (mimetitu, M)

Publikace

Hradilová J., Hradil D., Pech M., Bezdička P., Neděla V., Tihlaříková E., Targowski P.: Complementary use of X-ray based imaging and analytical methods in the investigation of miniature portraits. Microhemical Journal 153 (2020) 104371, https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.104371

Pospíšilová E., Novotný K., Pořízka P., Hradil D., Hradilová J., Kaiser J., Kanický V.: Depth-resolved analysis of historical painting model samples by means of laser-induced breakdown spectroscopy and handheld X-ray fluorescence. Spectrochimica Acta Part B 147 (2018), 100-108, https://doi.org/10.1016/j.sab.2018.05.018 

Košařová V., Hradil D., Hradilová J., Čermáková Z., Němec I., Schreiner M.: The efficiency of micro-Raman spectroscopy in the analysis of complicated mixtures in modern paints: Munch’s and Kupka’s paintings under study. Spectrochimica Acta Part A 156 (2016), 36-46,  https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.11.027

Hradil D., Bezdička P., Hradilová J., Vašutová V.: Microanalysis of clay-based pigments in paintings by XRD techniques. Microchemical Journal 125 (2016), 10-20, https://doi.org/10.1002/jrs.4381

Čermáková Z., Bezdička P., Němec I., Hradilová J., Šrein V., Blažek J., Hradil D.: Naturally irradiated fluorite as a historic violet pigment: Raman spectroscopic and X-ray diffraction study. Journal of Raman Spectroscopy 46 (2015), 236-243, https://doi.org/10.1002/jrs.4627