Φασματοσκοπική μελέτη χρωστικών υλικών και ερμηνεία φαινομένων φθοράς τους στα έργα πολιτιστικής κληρονομιάς – περιπτωσιολογική μελέτη
Creators: name: Λουδοβίκος, Μάξιμος – Αθανάσιος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Ρωγμές σε ελαιογραφία
Φαινόμενα παθολογίας στα έργα τέχνης
Φασματοσκοπική και μικροσκοπική μελέτη
Cracks in oil painting
Phenomena of pathology in works of art
Spectroscopic and microscopic study

description: Το αντικείμενο της εν λόγω Διπλωματικής Εργασίας είναι «Η φασματοσκοπική μελέτη χρωστικών υλικών και η ερμηνεία των φαινομένων φθοράς τους στα έργα πολιτισμικής κληρονομιάς – περιπτωσιολογική μελέτη», τόσο από θεωρητική όσο και από πειραματική άποψη. Όσον αφορά στη δεύτερη, επιλέγεται ως περίπτωση μελέτης μέρος τοιχογραφικού συνόλου αθωνικού μνημείου (ελαιογραφία 20ου αιώνα) και εξετάζεται ένα φαινόμενο φθοράς ρωγμών (ακανθοειδούς μορφής) που εκδηλώνεται μόνο στα χρωστικά υλικά μπλε απόχρωσης, σε αντίθεση με τις γειτονικές τους χρωστικές οι οποίες είναι σε αρίστη κατάσταση χωρίς κανένα σημάδι της συγκεκριμένης παθολογίας. Το φαινόμενο αυτό διεγείρει ερωτήματα τα οποία απαντόνται με την εξέταση 8 μικροδειγμάτων με μεθόδους αρχικά μικροσκοπίας και εν συνεχεία φασματοσκοπίας. Αρχικά με το οπτικό και το πολωτικό μικροσκόπιο παρέχονται πληροφορίες που σχετίζονται με τη σύσταση, την κρυσταλλική δομή, την πυκνότητα των κόκκων του υλικού, την κοκκομετρία, την καθαρότητα διαφόρων στρωμάτων την αλληλουχία μεταξύ των στρωμάτων και των υλικών, την στρωματογραφία και τέλος την κατάσταση διατήρησης (με το βαθμό αλλοίωσης και παθολογίας) των συστατικών στοιχείων του εξεταζόμενου δείγματος. Με το πολωτικό μικροσκόπιο πραγματοποιήθηκε πετρογραφική ανάλυση και φωτογράφηση των χρωμοφόρων ορυκτών των υπό εξέταση χρωστικών με τα Nikols παράλληλα και διασταυρωμένα, NΙΙ και N× αντίστοιχα και μεγέθυνση ×80, ×280. Προκειμένου να προσδιοριστούν τα χρωμοφόρα ορυκτά που αποτελούν τις χρωστικές πραγματοποιήθηκε εξέταση των εξής οπτικών χαρακτηριστικών των κόκκων των ορυκτών: μορφή, χρώμα, ανάγλυφο, σύστημα κρυστάλλωσης, πλεοχροϊσμός, χρώματα πολώσεως, δείκτης διάθλασης, διπλοθλαστικότητα κ.ά. Στο κομμάτι των φασματοσκοπικών αναλύσεων χρησιμοποιήθηκε αρχικά η φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (XRF, X-ray fluorescence) μέσω της οποίας μελετήθηκε η χημική - στοιχειακή σύστασης για κάθε δείγμα και ταυτοποιήθηκαν τα βασικά χρωμοφόρα χημικά στοιχεία τους. Εν συνεχεία, μέσω της φασματοσκοπίας υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier (FTIR, Fourier transform infrared spectroscopy) ταυτοποιήθηκε ως βασικό συνδετικό μέσο το λινέλαιο το οποίο συγκρατούσε τις χρωστικές πάνω στην επιφάνεια του τοίχου καθιστώντας τες χρώματα - χρωστικά υλικά. Στη συνέχεια, μέσω της εξέτασης των ιδιοτήτων του συγκεκριμένου υλικού εξετάζεται στο κατά πόσο αυτό επηρέασε στην εκδήλωση του εξεταζόμενου φαινομένου των ρωγμών στο μείγμα των χρωστικών υλικών. Συμπερασματικά, η έρευνα καταδεικνύει ότι η δημιουργία μπλε χρωμάτων με μη κατάλληλες αναλογίες συνδετικού μέσου-χρωστικής, επιδρούν καθοριστικά στη διαδικασία ξήρανσης τους και την εμφάνιση του δικτύου των ακανθωειδών ρωγμών. Περαιτέρω μελλοντικές ερευνητικές ενέργειες οι οποίες θα δράσουν συμπληρωματικά στα έως τώρα εργαστηριακά αποτελέσματα και προτείνονται από τον γράφοντα είναι η λεπτομερέστερη εξέταση του συνδετικού μέσου των τοιχογραφιών με την χρήση της υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) για τον πλήρη καθορισμό όλων των προσμίξεων του. Απαραίτητα πρέπει να προηγηθεί ο διαχωρισμός της στρωματογραφίας στα επιμέρους στρώματα της.
description: The subject of this Diploma Thesis is "The spectroscopic study of pigments and the interpretation of their deterioration phenomena in cultural heritage projects - case study", both from a theoretical and experimental point of view. Regarding the second, part of a mural set of an Athonite monument is selected as a case study (20th century oil painting) and a phenomenon of crack wear (thorny form) is manifested, which manifests itself only in blue pigments, in contrast to their neighboring pigments which are in excellent condition without any sign of this specific pathology. This phenomenon stimulates questions which are answered by examining 8 micro-samples by methods of (first) microscopy and then spectroscopy. Initially, the optical and polarizing microscope provide information related to the composition, the crystal structure, the grain density of the material, the granulometry, the purity of the various layers, the sequence between the layers and the materials, the stratigraphy and finally the preservation status. (with the degree of alteration and pathology) of the components of the examined sample. With the polarizing microscope, petrographic analysis and photographing of the chromophore minerals of the pigments in question were performed with the Nikols in parallel and crosswise, NII and N × respectively and magnification × 80, × 280. In order to determine the chromophore minerals that constitute the pigments, the following optical characteristics of the mineral grains were examined: shape, color, relief, crystallization system, pleurochromia, polarization colors, refractive index, birefringence, etc. In the part of spectroscopic analyzes, X-ray fluorescence spectroscopy (XRF, X-ray fluorescence) was initially used, through which the chemical-elemental composition for each sample was studied and their basic chromophore chemical elements were identified. Subsequently, through the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), linseed oil was identified as the main binder, which retained the pigments on the wall surface, making the colors - pigments. Next, through the examination of the properties of the specific material, it is examined whether this influenced the manifestation of the examined phenomenon of cracks in the mixture of pigments. In conclusion, the research shows that the creation of blue colors with inappropriate proportions of binder-dye, have a decisive effect on their drying process and the appearance of the network of spiny cracks. Further future research that will complement the laboratory results to date and proposed by the author is a more detailed examination of the binder of the murals using high performance liquid chromatography (HPLC) to fully determine all impurities. It is necessary to precede the separation of the stratigraphy into its individual layers.