Mi újság a laborban?

A Festményvizsgálati Labor abba a szerencsés helyzetbe került, hogy a világ legnagyobb művészeti intézményei (Rijksmuseum, Getty Conservation Institute, Metropolitan Museum of Art) mellett már itt nálunk is, Közép-Európában, Magyarországon is hozzáférhetővé válik a XXI. század egyik csúcstechnikai mérőeszköze.

Hamarosan érkezik: roncsolásmentes mikro-XRF (röntgenfluoreszcens) spektrométer, a Festményvizsgálati Labor új műszere. Terveink szerint már 2020 novemberétől igénybe vehető lesz ez a világszínvonalú szolgáltatás nálunk is!

A BRUKER M6 JETSTREAM roncsolásmentes mikro-XRF készülék elsősorban a festékek kémiai összetételét tudja meghatározni nemcsak a felső, látható rétegből, hanem egy esetleg létező alsó kompozícióból is.

A gép a mért elemeket térképszerűen mutatja be, miután feltérképezi a tárgy kémiai összetételét. A mért adatok alapján akár színeket is társíthatunk egy-egy elemhez, mellyel egy színes „röntgenkép” állítható elő. Ezzel lehetővé válik például egy alsóbb, régebbi festmény digitális rekonstrukciója a felső, későbbi réteg eltávolítása illetve roncsolása nélkül.

Olyan esetekben ajánljuk a műszer használatát, amikor igen nagy felbontásra van szükség egy-egy elem meghatározásához. Természetesen a mérőműszer nemcsak festmények vizsgálatára alkalmas. A 100 mikrométeres pontosság kiválóan alkalmas régészeti tárgyak anyagainak azonosítására, festett könyvek miniatúráinak vizsgálatára is.

Terveink szerint mindennapi munkánk során sok érdekes kutatást is meg fogunk Önökkel osztani, mert a művészet maga a titok, melynek megfejtéséhez egy lépéssel közelebb visz a BRUKER M6 JETSTREAM.

Új a laborban: LIBS lézeres elemanalízis

A lézerindukált plazmaemissziós spektroszkópia (angolul Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, röviden LIBS) korszerű, atomspektroszkópiai elven működő anyagvizsgálati eljárás, amellyel gyorsan és pontosan meghatározható egy anyag elemösszetétele.

Működési elv

A módszer lényege egy nagy energiasűrűségű, fókuszált lézerimpulzus. A lézersugár a vizsgált felület egy mikroszkopikus térfogatát elpárologtatja, és erősen gerjesztett plazmát hoz létre. Ahogy a plazma hűlni kezd, a benne lévő elemek atomjai és ionjai rájuk jellemző, karakterisztikus hullámhosszúságú fényt bocsátanak ki. Ezt a fényt a berendezés optikai ráccsal színképére bontja, és a színképvonalakból azonosítja az elemeket.

Mintakezelés és mérés

A LIBS egyik legnagyobb gyakorlati előnye, hogy nincs szükség mintaelőkészítésre: nem kell mintát venni, savval feltárni vagy bonyolult laboratóriumi előkészítést végezni, a tárgy közvetlenül a mikroszkóp alá helyezhető. A mérés rendkívül gyors: egy lézerimpulzus néhány milliszekundum alatt lezajlik, így másodpercek alatt teljes elemösszetételi adatsorhoz jutunk.

A módszer mikroroncsolásos: a lézer a felületen szabad szemmel alig látható, néhány tíz mikrométeres krátert hagy. Ez a műtárgy épségét és megjelenését gyakorlatilag nem befolyásolja, ezért egyedi, értékes daraboknál is biztonsággal alkalmazható.

Mit mér és milyen pontosan?

A LIBS a periódusos rendszer szinte minden elemét kimutatja – egyszerre –, a legkönnyebbektől (például szén, nátrium, magnézium) a nehézfémekig (például ólom, arany). Ez az XRF-mérés fontos kiegészítése, mert a röntgenfluoreszcens módszer a könnyű elemeket csak korlátozottan látja. Az eljárás egyszerre ad:

• minőségi (kvalitatív) eredményt: pontosan azonosítja a jelen lévő elemeket;
• mennyiségi (kvantitatív) eredményt: a színképvonalak intenzitásából, megfelelő kalibrációval meghatározza az elemek tömegszázalékos arányát.

A kimutatható tartomány igen széles: a nyomelemek néhány ppm-es (milliomodrésznyi) mennyiségétől a 100%-os főkomponensekig terjed. A fókuszált lézersugár átmérője jellemzően 10–50 mikrométer, így a módszer alkalmas egy-egy pigmentszemcse, apró zárvány vagy felületi egyenetlenség külön vizsgálatára is.

Rétegelemzés

Ugyanarra a pontra leadott, egymást követő lézerimpulzusokkal (multi-pulse technika) a LIBS mélységi profilt is ad: rétegről rétegre követhető például a lakk, egy későbbi átfestés, az eredeti festékréteg és az alapozás összetétele. A méréshez nincs szükség vákuumra, normál légköri nyomáson működik.

Szoftveres kiértékelés és jelentősége a festményvizsgálatban

Az elemzést fejlett szoftver segíti: a beépített adatbázis a mért színképvonalakat azonnal összeveti a referenciákkal, így az elemek már a mérés pillanatában azonosíthatók.

Ezért a LIBS az archeometria (a régészeti leletek és műtárgyak anyagvizsgálata) egyik fontos eszközévé vált. A festményvizsgálatban és a hamisítványok kiszűrésében azért különösen hasznos, mert gyorsan kimutatja azokat a modern anyagokat – például újkori pigmenteket és töltőanyagokat –, amelyek a festmény feltételezett keletkezési idejében még nem léteztek.