Methodology of spectral analysis techniques (FTIR, Raman) of pigments and other materials as part of collections and historical objects

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00023299%3A_____%2F23%3AN0000001" target="_blank" >RIV/00023299:_____/23:N0000001 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://invenio.nusl.cz/record/520526" target="_blank" >https://invenio.nusl.cz/record/520526</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Metodika technik spektrální analýzy (FTIR, Raman) pigmentů a dalších materiálů jako součástí sbírkových a historických předmětů

Original language description

Metoda FTIR spektrometrie je velmi rychlá, nevyžaduje žádnou úpravu optimálních podmínek měření a poskytuje signál téměř od všech látek v analyzované směsi. Toho lze využít pro prvotní orientační analýzu směsných vzorků. V příslušném FTIR spektru tak lze v ideálním případě identifikovat v jednom kroku pojivo barevné vrstvy, jeho degradační produkty a řadu pigmentů a plniv. Spektrální vibrační pásy organických barviv, která mívají vysokou kryvost a v barevné vrstvě jsou zastoupena pouze v malém množství, bývají však velmi často překryty vibračními pásy bělob a pojiv. Obsahuje‑li FTIR spektrum zvýšenou základní linii v oblasti vlnočtů pod 800 cm-1, lze předpokládat, že vrstva obsahuje pigmenty či plniva na bázi oxidů a měla by být analyzována i na Ramanově spektrometru či na FTIR spektrometru, který umožní analýzu při nižších vlnočtech (tedy v oblasti blízkého infračerveného záření). V případě testovaných zelených minerálních pigmentů byla metoda FTIR spektrometrie jedinou metodou, která byla schopná identifikovat horskou zeleň v modelových vzorcích směsí s bělobami a pojivem. Ramanovou mikroskopií se podařilo identifikovat v modelových vzorcích všechny pigmenty a barviva, vyjma horské zeleně. Kvalitnější Ramanova spektra pigmentů či barviv poskytly vzorky, které byly planární a v nichž byla nalezena odhalená zrna pigmentu. Zelené pigmenty jsou lépe identifikovatelné při použití laseru 532 nm, červené pigmenty a barviva poskytují lepší Ramanův signál po excitaci laserem 785 nm. Jelikož Ramanova mikroskopie je schopná fokusovat paprsek laseru až na plochu o průměru ~1 μm, lze analyzovat pouze samotné zrno pigmentu a jeho spektrální pásy tak nebývají překryty spektrálními pásy pojiva či ostatních pigmentů a plniv. Ramanova spektrometrie je vhodná i pro identifikaci pigmentů a dalších látek, které nemají FTIR spektrum, např. rumělka, oxidy kovů (titanová běloba, zinková běloba, suřík…) a další. Ve srovnání s FTIR analýzou je však Ramanova mikroskopie časově mnohem náročnější. Protože analýzy většinou vyžadují krátkodobé pulzy a vysoké počty scanů, pohybuje se doba jedné analýzy řádově v minutách63. Časově náročné je i hledání optimálních podmínek analýzy daného pigmentu pro získání co nejkvalitnějšího Ramanova signálu, či vůbec vyvolání samotného Ramanova jevu. Je‑li vrstva složena z řady pigmentů, je pak třeba analyzovat každé odlišně barevné zrno zvlášť, a není‑li při daném laseru (v rozsahu od minimálního po maximální výkon) získáno požadované Ramanovo spektrum, je třeba vyzkoušet i další budicí lasery, které by mohly Ramanův signál vyvolat či snížit fluorescenci64 analyzovaného pigmentu či barviva. Obě metody jsou navzájem komplementární a společně poskytují celistvý přehled o složení jednotlivých barevných vrstev vzorků, odebraných z historických předmětů.

Czech name

Metodika technik spektrální analýzy (FTIR, Raman) pigmentů a dalších materiálů jako součástí sbírkových a historických předmětů

Czech description

—

Type

N_metS - Methodology approved by the given body of the state whose it is competency

CEP classification

—

OECD FORD branch

60101 - History (history of science and technology to be 6.3, history of specific sciences to be under the respective headings)

Project

—

Continuities

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Publication year

2023

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

Spektrální analýzy (FTIR, Raman) předmětů

Regulation ID

—

Technical parameters

Metodika je určena pro oblast materiálových analýz objektů kulturního dědictví (uměleckých děl a dalších sbírkových předmětů). Měla by najít uplatnění při restaurování uměleckých děl, respektive při restaurátorských průzkumech a při studiu historických sbírkových objektů. Tato metodika by jim měla pomoci zvolit optimální analytickou metodu a postup přípravy vzorku tak, aby výsledky analýzy byly zatíženy co nejmenší chybou, dále posoudit hodnověrnost výsledku analýzy a správně je interpretovat.

Economical parameters

Je určena specialistům – technologům nebo analytickým chemikům, kteří analyzují pigmenty uměleckých materiálů nebo sbírkových předmětů. Měla by je upozornit na specifické procesy, které za určitých podmínek mohou probíhat v barevné vrstvě a které mohou v důsledku komplikovat nebo zkreslovat výsledky analýz molekulární spektroskopie. Předchází se tak nesprávné volbě restaurátorských postupů a dochází tak k preventivní ochraně kulturního dědictví.

Certification body designation

Ministerstvo kultury České republiky

Date of certification

—

Method of use

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů