Μελέτη Ιστορικών Βαφών με Φασματοσκοπικές και Χρωματογραφικές Μεθόδους
Creators: name: Καματερού, Παρασκευή Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βαφές
Χρωματογραφία
Φασματοσκοπία
Dyes
Chromatography
Spectroscopy

description: Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στη μελέτη ιστορικών βαφών με φασματοσκοπικές και χρωματογραφικές μεθόδους. Με τη φασματοσκοπία Raman και την Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης (HPLC) αναλύθηκε σειρά πρότυπων χρωμοφόρων ενώσεων και χρωστικών αναφοράς, που στόχο είχε τη δημιουργία κατάλληλης βιβλιοθήκης, βάση της οποίας επρόκειτο να γίνει η ταυτοποίηση των χρωστικών που ευθύνονται για το χρώμα των ινών, των υπό εξέταση δειγμάτων. Τα δείγματα, προέρχονται από Κειμήλια της Ιερά Μονής Ξηροποτάμους, Αγίου Όρους. Αρχικά εφαρμόστηκε η μέθοδος της οπτικής μικροσκοπίας για την ταυτοποίηση του είδους των ινών και στη συνέχεια αυτή της υγρής χρωματογραφίας, για την ταυτοποίηση των οργανικών χρωστικών. Με την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM), τη φασματοσκοπία Raman και τη φασματοσκοπία φθορισμού Ακτίνων-Χ (XRF) μελετήθηκε το είδος των μεταλλικών νημάτων ενώ με τη φασματοσκοπία FT-IR ταυτοποιήθηκε η ανόργανης φύσης χρωστική με την οποία έχουν χρωματιστεί δύο εκ των δειγμάτων. Για ακόμη μια φορά επιβεβαιώνεται η επιτυχημένη εφαρμογή της Yγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Απόδοσης (HPLC) στην ανάλυση ιστορικών υφασμάτων και την ταυτοποίηση των οργανικών χρωστικών τους. Δεν ήταν εφικτό να ταυτοποιηθούν οι χρωστικές σε δυο δείγματα, λόγω της ανόργανης φύσης τους και για αυτό το λόγο εφαρμόστηκε η φασματοσκοπία FT-IR. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα χρώματα που προκύπτουν με μίξη χρωστικών. Έτσι, για την επίτευξη του πράσινου χρώματος χρησιμοποιείται Ινδικό Καρμίνιο ή Ίσατης σε συνδυασμό με Ρεζεδά και Χρυσόξυλο, Ινδικό ή Ίσατης σε συνδυασμό με Ρεζεδά ή ακόμη Ινδικό ή Ίσατης σε μίξη με χρωστικές που έχουν σα βάση τη Λουτεολίνη. Επιπλέον, παρατηρούνται και περιπτώσεις όπου προκειμένου να επιτευχθεί η επιθυμητή απόχρωση συνδυάζονται χρωστικές του ίδιου χρώματος, όπου το έντονο κόκκινο με το οποίο είναι βαμμένο το βελούδο είναι το αποτέλεσμα μίξης Κογχινίλης και Βραζιλιανού Αιματόξυλου. Το χρωματογράφημα του δείγματος 16 παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς παρατηρούνται πολλές κορυφές με φάσματα ταυτόσημα με αυτό της Λουτεολίνης. Μάλιστα είναι περισσότερες από όσες βγαίνουν συνήθως στο χρωματογράφημα της Ρεζεδά ή της Γενίστας και πιθανότατα να αποδίδονται σε γλυκοζίτες της Λουτεολίνης. Επιπρόσθετα, στο δείγμα 15 δεν ανιχνεύονται η Απιγενίνη και η Γενιστεΐνη. Είναι πιθανότερο βέβαια να πρόκειται για Ρεζεδά, καθώς αν ήταν Γενίστα θα φαινόταν σίγουρα η κορυφή του μίγματος Γενιστεΐνης και Απιγενίνης που είναι συνήθως μεγαλύτερη από αυτή της Λουτεολίνης. Η ταυτοποίηση των ανόργανων χρωστικών δεν ήταν εφικτή με τη φασματοσκοπία Raman καθώς τα νήματα τους είναι οργανικά με αποτέλεσμα το φαινόμενο του φθορισμού να υπερκαλύπτει τις κορυφές που θα έπρεπε να δώσουν. Όσων αφορά στην ανάλυση των μεταλλικών ινών, όπως τελικά αποδείχθηκε με την Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης, πρόκειται για χρυσό και άργυρο, μέταλλα τα οποία είναι ανενεργά στη Φασματοσκοπία Raman. Τέλος, τα μέταλλα απο τα οποία κατασκευάστηκαν τα υπο εξέταση νήματα, αναγνωρίστηκαν και με τη Φασματοσκοπία Ακτίνων-Χ (XRF). Ποσοτική ανάλυση δεν ήταν εφικτή τόσο λόγω του μικρού μεγέθους και σχήματος των δειγμάτων, αλλά κυρίως λόγω της μη ομοιογενούς συστασης (επικάλυψη χρυσού). Όπως τελικά αποδείχθηκε, δύο από τα δείγματα κατασκευάστηκαν από καθαρό ασήμι, χωρίς να μπορεί να ανιχνευθεί το παραμικρό ίχνος χρυσού. Τα υπόλοιπα δείγματα αποτελούνται από άργυρο επικαλυμένο με χρυσό, πιθανών με τη διαδικασία της υγρής επιχρύσωσης, μιας και δεν βρέθηκαν ίχνη υδράργυρου.
description: Τhe present essay aims at the study of historical dyes using spectroscopic and chromatographic techniques. For dyestuffs’ identification of the under investigation samples, a number of standard colouring compounds and dyestuffs were analysed with Raman Spectroscopy and High Performance Liquid Chromatografy (HPLC) in order to create a proper database.The samples are derived from artefacts which belong to the Athonite Holy Monastery Of Xeropotamou. At first, Optical Microscopy was employed for the identification of the type of the fibres and afterwards High Performance Liquid Chromatography was applied for the identification of the organic dyestuffs. Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy and X-Ray Fluorescence Spectroscopy (XRF) were used in order to de identified the type of metallic threads, while FT-IR Spectroscopy revealed the identity of inorganic dyestuffs of two of the samples. For one more time, the successful application of High Performance Liquid Chromatography (HPLC) in the field of identification of organic dyestuffs is confirmed. Due to their inorganic nature, the identification of two of the samples was impossible and this is the reason why these investigated with FT-IR Spectroscopy, as well. Of particular interest is the fact that some colours are the result of a dyestuffs’ mixture. Thus, Indigo Carmine or Isatis are used in combination with Reseda and Young Fustic for the achievement of green colour, or still Indigo or Isatis are used in mixture with Luteolin-based colouring compounds. Furthermore, it is observed that dyestuffs of the same colour can be combined in order to achieve the desirable nuance, where, for example, the intense colour of velvet of sample 10 is the result of the mixture of Cochineal and Brazilwood. Sample 16’s chromatogram is considered to be of great interest, as many peaks with spectrums similar to that of Luteolin can be observed. More specifically, these peaks are more than those which usually appear at Reseda’s chromatogram and there is a great possibility to be attributed to Luteolin glucosides. Additionally, Apigenin and Genistein can not be detected in sample 15. However, the under investigation dyestuff is probably Reseda, given the fact that in case of Dyer’s broom the peak of mixture of Genistein and Apigenin, which is usually greater than that of Luteolin, should be observed. The organic nature of fibres was the reason why Raman Spectroscopy failed in identifying the inorganic dyestuffs, as the fluorescence effect overlaps the expected peaks. As far as it concerns the metallic threads’ analysis with Scanning Electron Microscopy, it is gold and silver, which are considered to be in-active metals in Raman Spectroscopy. Finally, X-Ray Fluorescence Spectroscopy was used – additionally- in order to be examined the nature of the under investigation metallic threads. It was not feasible to make a quantitative analysis, due to the small size and the non-homogeneous constitution of the samples. As it finally proved, two of the samples were made of pure silver, without any trace of gold. The rests are constituted by silver, covered with gold, probably with the procedure of wet gilding, though no traces of mercury have been found.