Handheld FTIR analysis for the conservation and restoration of fine art and historical objects

Význam tématu

FTIR spektroskopie představuje klíčový neinvazivní nástroj pro analýzu uměleckých děl a historických objektů. Díky citlivosti a specifitě umožňuje identifikovat pigmenty, pojiva, laky či lepidla bez odebírání vzorků. Mobilní FTIR analyzátory umožňují provádět měření přímo na místě, chráníc tak cenné artefakty a šetří čas i zdroje.

Cíle a přehled článku

Stručně jsou prezentovány praktické aplikace přenosných FTIR analyzátorů Agilent 4100 ExoScan a 4200 FlexScan v oblasti konzervace, restaurování a autentizace uměleckých a historických předmětů. Článek demonstruje možnosti analýzy starých nátěrů, lepidel, pigmentů, keramiky i venkovních muralů.

Použitá metodika a instrumentace

Všechny ukázky jsou založeny na FTIR spektrometrii v blízké infračervené oblasti s mobilními analyzátory:

• Agilent 4100 ExoScan FTIR
• Agilent 4200 FlexScan FTIR
• Difuzní reflektance (DRIFT)
• Sférická ATR (attenuated total reflectance)

Analýzy probíhají přímo na povrchu objektu, bez kontaktu či odběru vzorku. Data jsou porovnávána s vestavěnými knihovnami spekter.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Analýza dveří chrámu v Taiwanu:
• Spektra z červené a černé oblasti odhalila rozdíly v množství oxalátů, CaCO₃ a celulózy. Vyšší oxaláty indikují biologické napadení.

2) Stanovení účinnosti čištění barokního obrazu:
• Nečištěná plocha vykazovala výrazný posun báze kvůli prachu a silikátům. Po čištění spektrum potvrdilo odstranění nečistot a silikátových částic.

3) Identifikace lepidel na archeologické keramice:
• ATR-FTIR rozlišilo proteinová lepidla (zvířecí kosti, kůže) od syntetických esterových pojiv dle charakteristických pásů 1500–1700 cm⁻¹ versus pásů uhlíkatých esterů.
• Keramický střep z Orkney byl potvrzen jako zbytková část lepicí nádoby.

4) Analýza starých pigmentů a barviv:
• Tyrian purple, karmín, alizarin a indigo byly identifikovány na kameni bez rušivé fluorescence, jak je běžné u Ramanovy metody. Díky DRIFT se stanovilo i zatížení pigmentem a vliv světla na jeho vyblednutí.

5) Stanovení teploty výpalu keramiky:
• Při výpalech místní hlíny od 200 °C do 800 °C bylo pozorováno lineární změny pásů OH. Porovnání s nálezem ukázalo teplotu kolem 500 °C.

6) Monitoring stavby a povrchových nátěrů muralu „Dr. J“:
• FTIR sleduje změny v polymerních nátěrech (pás uhlíkatýchylu) a podkladovým akrylovým nátěrem pro včasnou údržbu venkovních maleb.

Přínosy a praktické využití metody

• Analýza přímo na místě bez potřeby odběru vzorku
• Neinvazivní zkoumání křivých, stropních i artefaktů v uzavřených prostorách
• Rychlé vyhledání oblastí zájmu v reálném čase
• Vysoká kvalita dat srovnatelná s laboratorními spektrometry
• Minimální zásah do artefaktu a motivace k ochraně kulturního dědictví

Budoucí trendy a možnosti využití

Ve výzkumu i praxi lze očekávat:

• Integraci chemometrických nástrojů pro automatickou identifikaci materiálů
• Databáze spekter v cloudu pro sdílení výsledků mezi institucemi
• Bezdrátové monitorování změn stavebních nátěrů a venkovních děl
• Vývoj kombinovaných přenosných přístrojů FTIR–Raman pro širší materiálové pokrytí
• Využití v terénu při archeologických výzkumech a nouzových záchranných zásazích

Závěr

Přenosné FTIR analyzátory Agilent 4100 ExoScan a 4200 FlexScan výrazně rozšiřují možnosti konzervace, restaurování a autentizace uměleckých a historických objektů. Neinvazivnost, vysoká kvalita dat a flexibilita měření v terénu přispívají k efektivní ochraně kulturního dědictví.

Reference

Žádné explicitní literární odkazy uvedeny.