Wenn ultramarinblaue Farbe an Farbe verliert

Wer hätte nie gedacht, dass die Zeichnungen ihrer Kinder es verdienen, für kommende Generationen als Kunstwerke erhalten zu bleiben? Und sich zu fragen, was aus ihnen werden würde, in welchem ​​Zustand sie in ein paar Jahrzehnten oder sogar in ein paar Jahrhunderten gefunden werden würden? Wir können uns vorstellen, dass maschinenlöschbare Marker oder Farben auf Wasserbasis nicht die haltbarsten Materialien sind. Aber selbst wenn wir die Palette der großen Meister vergangener Zeiten bereitstellen, könnten wir die Farben und Leuchtstärken dieser Gemälde für lange Zeit beibehalten?

Einige Farben, wie Ölfarben, halten bekanntermaßen länger. Aber nicht alle Farben bleiben verschont – dies ist beispielsweise bei Ultramarinblau der Fall.

Farbstoff oder Pigment?

Ultramarinblaues Pigment, unlöslich.
Marco Almbauer / Wikimedia, CC BY-SA

Nicht alle Farbstoffe – Pigmente und Farbstoffe – sind im Laufe der Zeit gleich beständig. EIN Farbstoff ist eine chemische Spezies, die in dem verwendeten Bindemittel löslich ist; In der Vergangenheit war es meistens pflanzlichen oder tierischen Ursprungs. In der Sonne wird es oft blass. Wir alle erinnern uns an Familienfotos, die je nach Beständigkeit der verwendeten Farbstoffe Gelb, Cyan und Magenta jetzt blau oder gelb geworden sind.

Wir könnten dann Ölgemälde bevorzugen, für die a PigmentDas heißt, kleine feste Partikel, die in dem Medium, das sie färbt, unlöslich sind und oft mineralischen Ursprungs sind, werden in einem Bindemittel, Leinöl, dispergiert. Die Beständigkeit der Pigmente über die Zeit ist in der Tat oft besser.

Ultramarinblau in der Geschichte

Lapislazuli aus Afghanistan (blau) und Pyrit (gelb).
Hannes Grobe / Wikimedia, CC BY-SA

Ultramarinblau wurde zuerst aus Lapislazuli aus fernen Ländern, insbesondere aus Afghanistan, gewonnen, daher der Name „Ultramarin“. Der Prozess ist lang und komplex, so dass zu bestimmten Zeiten der Preis für Ultramarinblau höher war als für Gold. Dies erklärt auch, warum seine Verwendung vor allem im Mittelalter angesehenen religiösen Werken vorbehalten war.

Zu Beginn des XIXe Jahrhundert, mit der Entwicklung der chemischen Synthese, wurden Versuche unternommen, Ultramarinblau synthetisch herzustellen. Eine Herausforderung, die JP Guimet 1826 schließlich realisierte und die eine allgemeine Verwendung dieses Pigments ermöglichte. Dieses synthetische Blau wurde auch von Künstlern verwendet – Ingres beispielsweise testete dieses Pigment zum Zeitpunkt seiner Herstellung, Yves Klein mischte es 1960 mit einem Bindemittel, um das berühmte “Internationale Kleinblau” herzustellen – wie für Anwendungen des Alltag (Farben, Druckfarben, Blau von Papier und Leinen usw.).

Dieses begehrte Pigment ist jedoch das Opfer eines spezifischen Abbauphänomens: “Ultramarinblau-Krankheit (oder Bleichen)”. Viele Werke fallen dem zum Opfer, während andere völlig verschont bleiben.

Wie kann ein Pigment seine Farbe verlieren?

Um erklären zu können, wie die Farbe eines Pigments verschwinden kann, müssen wir zunächst verstehen, woher es kommt.

Wir wissen jetzt, dass die Farbe von Ultramarinblau nicht von einem Übergangsmetall (Eisen, Kupfer, Kobalt usw.) stammt, wie dies häufig bei Pigmenten der Fall ist (Azurit ist ein Beispiel für a Blau auf Kupferbasis), aber Schwefel, der als Radikalanion vorliegt und in einem Aluminosilikatkäfig eingeschlossen ist. Diese besondere chemische Konfiguration der Schwefelatome ermöglicht die Absorption im Rot – was die blaue Farbe des Pigments erklärt.

Im Gegensatz zu dem Smalt, den wir seit dem XVII kennene Ultramarinblau ist als stabiles Pigment bekannt, da es in wenigen Jahren verblassen kann. Tatsächlich ist der Schwefel hier in seinem Aluminosilikatkäfig „stabilisiert“ und kann nur bei hoher Temperatur aus ihm entweichen. Bei Raumtemperatur kann nur die Zerstörung des Aluminosilikats den Farbverlust erklären, und dies geschieht in Gegenwart von Säure. Saure Umgebungen oder andere Arten aggressiver Umgebungen sind jedoch unter Museumsbedingungen nicht häufig anzutreffen und können daher nicht alle Fälle von Veränderungen von ultramarinblauen Farben erklären.

Ultramarinblau vor und nach dem Altern unter kontrollierten Bedingungen.
Ultramarinblau gealtert unter kontrollierten Bedingungen im Labor.
Anne Michelin, Autor zur Verfügung gestellt

Tatsächlich ist weder Wärme noch Feuchtigkeit zum Bleichen von Ultramarinblau erforderlich. Experimente zur kontrollierten Alterung, bei denen die Umgebungsbedingungen ausgewählt werden, denen die Proben ausgesetzt sind, zeigen jedoch, dass Licht ein entscheidender Faktor beim Bleichen ist.

Wenn Ölfarben (oder für bestimmte andere Bindemittel) unter Lichteinwirkung weiß werden, ist dies seltsamerweise nicht der Fall für komprimierte ultramarinblaue Pigmentpellets ohne Bindemittel.

Dieses einfache Experiment erlaubt es uns, den Ausgangspunkt zu hinterfragen: Haben wir wirklich die Farbe des Pigments verloren? Die Antwort lautet nein: Das Pigment selbst wird nicht beeinflusst.

Wenn es nicht das Pigment ist, dann ist es das, was es umgibt

In unseren Experimenten, bei denen die Beleuchtung gesteuert wird, können wir deutlich sehen, dass sich das Bindemittel in einem traurigen Zustand befindet: Von dem sehr glatten Film ist von Anfang an nach 1500 Stunden im Rampenlicht nicht mehr viel übrig. Der Film ist vollständig fragmentiert und lässt Raum für eine sehr signifikante Rauheit, die für das Aufhellen verantwortlich ist.

Mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtete Rauheit des Pigments in seinem Bindemittel vor dem Bleichen oben und nach unten.
Mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtete Rauheit des Pigments in seinem Bindemittel vor dem Bleichen oben und nach unten.
Anne Michelin, Autor zur Verfügung gestellt

Die beobachtete Farbänderung ist daher auf ein physikalisches und genauer optisches Phänomen zurückzuführen. Die starke Rauheit führt hier zu einer Zunahme der diffusen Reflexion, die hier die Hauptursache für das Aufhellen ist: Die Mehrfachkörner wirken wie viele Spiegelfacetten, die deutlich mehr Signale an das Auge des Betrachters zurücksenden. Es gibt uns also einen Eindruck von Farbverlust, aber in Wirklichkeit erscheint die Farbe nur heller.

Die Belichtung scheint tatsächlich der Ursprung eines “Photooxidations” -Mechanismus zu sein: Ultraviolette Strahlen interagieren mit dem Bindemittel und erzeugen sehr reaktive chemische Spezies, “freie Radikale”. Diese sind über Kettenreaktionen für die massive Oxidation des Bindemittels und Kettenschnitte (Brüche) im Polymer verantwortlich. Der Bindemittelfilm, der sehr geschwächt ist, wird fragmentiert, wobei die Pigmentkörner sichtbar bleiben, was zu einem rauen endgültigen Erscheinungsbild führt. Wenn wir die ultraviolette Strahlung abschneiden oder der Ausgangsmischung ein Antioxidans hinzufügen, tritt als Beweis kein Bleichen mehr auf.

Das Phänomen der Photooxidation von Bindemitteln ist ein klassischer Mechanismus. Was hier überrascht, ist, dass dieses Phänomen nur in Gegenwart von Ultramarinblau auftritt.

Mit anderen Pigmenten passiert nichts.

Die katalytische Wirkung von Ultramarinblau

Es gibt daher einen katalytischen Effekt, der mit diesem speziellen Pigment verbunden ist. Es ist davon auszugehen, dass eine spezifische Wechselwirkung auf der Ebene der Alumosilikatkäfige auftritt. In der Tat ist dieser katalytische Effekt für andere Zeolithe bekannt, die selbst ungefärbt sind („Zeolithe“ gruppieren Mineralien mit mikroporöser kristalliner Aluminosilikatstruktur – Ultramarinblau ist einer von ihnen) und werden seit langem in der industriellen Welt verwendet. Dieser Effekt wurde jedoch nicht speziell für Ultramarinblau untersucht.

Wenn die Erklärung für das Bleichen von Ultramarinblau jetzt bekannt ist, bleiben viele Fragen offen: Warum werden bestimmte Farben verschont? Gibt es Pigmente, die die katalytische Wirkung von Ultramarinblau neutralisieren? Gibt es eine Schwelle, unterhalb derer der Effekt nicht wahrnehmbar ist? Gibt es einen Unterschied zwischen natürlichem und synthetischem Ultramarinblau? Ein Team behauptet nun, dass erstere eine mehr als viermal größere katalytische Wirkung haben würden als das synthetische Pigment. Was ist wirklich los im Alumosilikatkäfig?

Wenn wir den Bleichmechanismus kennen, können wir die Werke besser wiederherstellen

Bei alten Gemälden ist es möglich, sie durch Reformieren eines Endlosfilms wiederherzustellen: Durch Ausfüllen der Lücken und Risse erscheint die Farbe wieder. Für moderne Farben sollte eine Formulierung in Betracht gezogen werden, die Antioxidantien enthält, um den Abbau zu verzögern – vorausgesetzt, das Bindemittel benötigt keine radikalen Prozesse zum Trocknen, wie dies bei Ölfarben der Fall ist.

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