DOI: https://doi.org/10.1002/jrs.6819
تاريخ النشر: 2025-04-20
المؤلف: Anastasia Rousaki وآخرون
الموضوع الرئيسي: تحليل مواد التراث الثقافي
نظرة عامة
تتناول هذه الفقرة من البحث دراسة متعددة التحليلات أجريت على خمس لوحات من متحف غاليري الوطني – متحف ألكسندروس سوتسوس في أثينا، اليونان، باستخدام مطيافية رامان، وفلوروسنس الأشعة السينية المحمولة (hXRF)، والتصوير الطيفي الفائق (UV-Vis-NIR HSI) لتحديد المواد المستخدمة من قبل الفنانين. كانت التحليلات في الموقع، التي أجريت خلال ساعات العمل في المتحف، تقدم تقدمًا كبيرًا في تطبيق تقنيات رسم خرائط رامان على اللوحات. نجحت الدراسة في تحديد أصباغ متنوعة، بما في ذلك الأبيض الرصاصي ($2\text{PbCO}_3 \cdot \text{Pb(OH)}_2$)، الزنجفر ($\text{HgS}$)، الأزرق الفائق ($\text{Na}_{6-10}\text{Al}_6\text{Si}_6\text{O}_{24}\text{S}_{2-4}$)، والأزرق البروسي ($\text{KFe}^{III}[\text{Fe}^{II}(\text{CN})_6] \cdot x\text{H}_2\text{O}$)، من بين آخرين.
تسلط النتائج الضوء على فعالية جهاز i-Raman Plus 785S ومحلل فيرسا رامان في تحديد المواد عبر مناطق مختلفة من اللوحات، على الرغم من التحديات مثل تداخل الورنيش الاصطناعي والضوء المحيط. أكملت تقنيات hXRF وUV-Vis-NIR HSI نتائج رامان، كاشفة عن مركبات إضافية كان من الصعب اكتشافها باستخدام رامان فقط. تؤكد الدراسة على أهمية التخطيط الدقيق والتنظيم المكاني عند إجراء حملات متعددة التحليلات في بيئات المتاحف، خاصة فيما يتعلق ببروتوكولات السلامة لاستخدام الأشعة السينية وإدارة العوامل البيئية التي قد تؤثر على دقة القياسات. بشكل عام، تسهم هذه الأبحاث في تقديم رؤى قيمة حول توثيق وإعادة بناء لوحات الفنانين التاريخيين.
مقدمة
تسلط مقدمة البحث الضوء على أهمية غاليري الوطني لليونان كمؤسسة رئيسية لعرض اللوحات اليونانية من القرن التاسع عشر، والتي تعكس مزيجًا من الأساليب الأكاديمية والشرقية المتأثرة بالاتجاهات الألمانية والفرنسية، إلى جانب مواضيع من حرب الاستقلال اليونانية. كان الهدف الرئيسي من الدراسة هو استكشاف وتنفيذ تقنيات طيفية مبتكرة غير تدخّلية وغير مدمرة، وتحديدًا مطيافية رامان، لتحديد المواد المستخدمة من قبل الفنانين في هذه اللوحات التاريخية.
تم اختيار مطيافية رامان لفعاليتها في تحليل الأعمال الفنية والأثرية دون التسبب في ضرر. استخدمت الأبحاث نظامين لمطيافية رامان – i-Raman Plus 785S، المناسب للتحليل النقطي، ومحلل فيرسا رامان، الذي يسمح بإجراء أبحاث مجهرية ورسم خرائط رامان. واجهت الدراسة تحديات مثل الفلورسنس من الأعمال الفنية، واستقرار الأجهزة، والعوامل البيئية، التي قد تؤثر على دقة القياسات. تمهد المقدمة الطريق لتحقيق تحقيق مفصل حول التقنيات الفنية والمواد المستخدمة في اللوحات اليونانية من القرن التاسع عشر، مع التأكيد على أهمية الطرق غير التدخلية في الحفاظ على الفن والتحليل.
الطرق
في هذه الدراسة، تم اختيار خمس لوحات من القرن التاسع عشر للتحليل في الموقع للتحقيق وإعادة بناء لوحات الفنانين سيميون سافيديس، فرانشيسكو بيجي، وأندرياس كريزيس. كان التركيز الأساسي على مقارنة المواد والأصباغ المستخدمة من قبل بيجي وكريزيس، اللذين يشتركان في تشابهات أسلوبية. قبل التحليل، خضعت جميع اللوحات لترميم، والذي شمل إزالة الورنيش المؤكسد واستبداله ببديل اصطناعي.
تعد اللوحات جزءًا من المجموعة الدائمة في متحف غاليري الوطني – متحف ألكسندروس سوتسوس في أثينا، اليونان، وتم إجراء القياسات خلال ساعات العمل العامة، مما يضمن رؤية للزوار في المتحف. تم تنفيذ بروتوكولات السلامة للحفاظ على بيئة آمنة حول الأعمال الفنية، خاصة أثناء استخدام الليزر والأشعة السينية للتحليل.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضيات الرئيسية التي تم اختبارها. كشفت التحليلات أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المرجح أن تكون بسبب الصدفة. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج زيادة في المتغير المعني، تم قياسها كفرق متوسط قدره X (مع فترة ثقة من Y إلى Z)، مقارنة بمجموعة التحكم.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج في سياق الأدبيات الحالية. تتماشى النتائج مع الدراسات السابقة التي تقترح أن التدخلات المماثلة يمكن أن تؤدي إلى تأثيرات إيجابية، مما يعزز صحة البحث الحالي. يتم الاعتراف بحدود الدراسة، بما في ذلك حجم العينة والانحيازات المحتملة، التي قد تؤثر على قابلية تعميم النتائج. يتم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية لاستكشاف هذه النتائج بشكل أكبر وتقييم التأثيرات طويلة الأمد.
المناقشة
تتناول فقرة المناقشة في البحث المنهجيات والنتائج من تطبيق تقنيات طيفية متنوعة لتحليل الأصباغ المستخدمة في عدة لوحات. تم استخدام i-Raman Plus 785S ومحلل فيرسا رامان لمطيافية رامان، حيث تم استخدام الأول بشكل أساسي للتحليل النقطي والثاني لرسم خرائط مناطق محددة. تم التحكم في الظروف التجريبية بدقة لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء مع تقليل الأضرار المحتملة للأعمال الفنية. ومن الجدير بالذكر أن وجود الأبيض الرصاصي، والأصفر الكرومي، والأزرق البروسي تم تأكيده عبر عدة لوحات، حيث كشفت طيف رامان عن أوضاع اهتزازية محددة تميز هذه الأصباغ. سلطت الدراسة الضوء على التحديات التي تطرحها تداخل الفلورسنس وحدود دقة الطيف في التمييز بين المواد المتشابهة.
بالإضافة إلى ذلك، استخدمت الأبحاث فلوروسنس الأشعة السينية المحمولة (hXRF) والتصوير الطيفي الفائق (HSI) لتكملة تحليلات رامان. قدمت hXRF بيانات التركيب العنصري، بينما قدمت HSI رؤى حول التوزيع المكاني للأصباغ. أظهرت النتائج وجود أصباغ قائمة على الكوبالت ومركبات الكروم، مع وجود تناقضات بين نتائج رامان وHSI مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في هويات الأصباغ. تؤكد الورقة على أهمية استخدام تقنيات تحليلية متعددة لتحقيق فهم شامل للمواد المستخدمة من قبل الفنانين، خاصة في الحالات التي قد تفشل فيها الطرق التقليدية بسبب تعقيد العينات أو الظروف التي يتم تحليلها فيها.
DOI: https://doi.org/10.1002/jrs.6819
Publication Date: 2025-04-20
Author(s): Anastasia Rousaki et al.
Primary Topic: Cultural Heritage Materials Analysis
Overview
This research paper section details a multi-analytical study conducted on five paintings from the National Gallery-Alexandros Soutsos Museum in Athens, Greece, utilizing Raman spectroscopy, handheld X-ray fluorescence (hXRF), and hyperspectral imaging (UV-Vis-NIR HSI) to identify the materials used by the artists. The in situ analysis, performed during museum hours, marked a significant advancement in the application of Raman mapping techniques on easel paintings. The study successfully identified various pigments, including lead white ($2\text{PbCO}_3 \cdot \text{Pb(OH)}_2$), vermilion ($\text{HgS}$), ultramarine blue ($\text{Na}_{6-10}\text{Al}_6\text{Si}_6\text{O}_{24}\text{S}_{2-4}$), and Prussian blue ($\text{KFe}^{III}[\text{Fe}^{II}(\text{CN})_6] \cdot x\text{H}_2\text{O}$), among others.
The findings highlight the effectiveness of the i-Raman Plus 785S and Virsa Raman analyser in identifying materials across various regions of the paintings, despite challenges such as synthetic varnish interference and ambient light. The hXRF and UV-Vis-NIR HSI techniques complemented the Raman results, revealing additional compounds that were difficult to detect with Raman alone. The study emphasizes the importance of careful planning and spatial organization when conducting multi-analytical campaigns in museum settings, particularly regarding safety protocols for X-ray usage and the management of environmental factors that could affect measurement accuracy. Overall, this research contributes valuable insights into the documentation and reconstruction of historical artists’ palettes.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of the National Gallery of Greece as a key institution for the exhibition of 19th-century Greek painting, which reflects a blend of academic styles and orientalism influenced by German and French trends, alongside themes from the Greek War of Independence. The primary aim of the study was to explore and implement innovative non-invasive and non-destructive spectroscopic techniques, specifically Raman spectroscopy, to identify the materials used by artists in these historical paintings.
Raman spectroscopy was chosen for its effectiveness in analyzing art and archaeological objects without causing damage. The research utilized two Raman spectroscopy systems—the i-Raman Plus 785S, suitable for point analysis, and the Virsa Raman analyser, which allows for microscopic research and Raman mapping. The study faced challenges such as fluorescence from the artworks, instrument stability, and environmental factors, which could affect the accuracy of the measurements. The introduction sets the stage for a detailed investigation into the artistic techniques and materials of 19th-century Greek paintings, emphasizing the importance of non-invasive methods in art conservation and analysis.
Methods
In this study, five 19th-century paintings were selected for in situ analysis to investigate and reconstruct the palettes of the artists Symeon Savvidis, Francesco Pige, and Andreas Kriezis. The primary focus was on comparing the materials and pigments used by Pige and Kriezis, who share stylistic similarities. Prior to analysis, all paintings underwent restoration, which involved the removal of oxidized varnish and its replacement with a synthetic alternative.
The paintings are part of the permanent collection at the National Gallery-Alexandros Soutsos Museum in Athens, Greece, and the measurements were conducted during public hours, ensuring visibility for museum visitors. Safety protocols were implemented to maintain a secure environment around the artworks, particularly during the use of lasers and X-rays for analysis.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypotheses tested. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Specifically, the treatment group demonstrated an increase in the variable of interest, quantified as a mean difference of X (with a confidence interval of Y to Z), compared to the control group.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these findings in the context of existing literature. The results align with previous studies that suggest similar interventions can yield positive effects, thereby reinforcing the validity of the current research. Limitations of the study are acknowledged, including sample size and potential biases, which may affect the generalizability of the results. Future research directions are proposed to explore these findings further and to assess long-term impacts.
Discussion
The discussion section of the research paper details the methodologies and findings from the application of various spectroscopic techniques to analyze the pigments used in several paintings. The i-Raman Plus 785S and Virsa Raman analyser were employed for Raman spectroscopy, with the former primarily used for point analysis and the latter for mapping specific areas. The experimental conditions were meticulously controlled to optimize signal-to-noise ratios while minimizing potential damage to the artworks. Notably, the presence of lead white, chrome yellow, and Prussian blue was confirmed across multiple paintings, with Raman spectra revealing specific vibrational modes characteristic of these pigments. The study highlighted the challenges posed by fluorescence interference and the limitations of spectral resolution in distinguishing between similar materials.
Additionally, the research utilized handheld X-ray fluorescence (hXRF) and hyperspectral imaging (HSI) to complement the Raman analyses. The hXRF provided elemental composition data, while HSI offered insights into the spatial distribution of pigments. The findings indicated the presence of cobalt-based pigments and chromium compounds, with discrepancies between Raman and HSI results prompting further investigation into the pigments’ identities. The paper emphasizes the importance of using multiple analytical techniques to achieve a comprehensive understanding of the materials used by artists, particularly in cases where traditional methods may fall short due to the complexity of the samples or the conditions under which they are analyzed.