Em escala molecular, há semelhanças surpreendentes entre a casca externa de uma bola de golfe e a tinta a óleo branca usada por Van Gogh e seus contemporâneos. Em ambos os casos, as interações entre os íons zinco e as cadeias poliméricas são a base de importantes propriedades do material. Em uma publicação recente na revista científica Avanços da Ciência , Pesquisadores do Rijksmuseum e da Universidade de Amsterdã descrevem o papel dos íons de zinco na rede molecular da tinta a óleo. Seus estudos podem explicar por que pinturas feitas com pigmento branco de zinco são tão sensíveis a condições de alta umidade.

Vincent van Gogh e outros pintores de sua época costumavam usar o branco de zinco (óxido de zinco, ZnO), um pigmento branco que produz uma boa tinta a óleo opaca. Contudo, O zinco branco pode reagir facilmente com o aglutinante de óleo conforme ele se polimeriza e se transforma em uma rede de cadeias moleculares durante a secagem da tinta. Como consequência, os íons de zinco se aninham entre as cadeias moleculares do óleo. Pesquisas anteriores mostraram que este processo tem perigo - os íons podem acelerar a decomposição do óleo, e eles formam compostos químicos problemáticos com os produtos de degradação.

Bolas de golf

Para ajudar os conservadores a minimizar os danos e retardar o envelhecimento da tinta a óleo, Dr. Joen Hermans e seus colegas já resolveram a estrutura molecular em torno dos íons de zinco na tinta a óleo. A pesquisa também rendeu descobertas importantes no mundo dos plásticos. Alguns plásticos contêm íons de zinco para que possam ser derretidos e processados ​​em temperaturas mais baixas, ao mesmo tempo que é forte e durável. Portanto, este tipo de plástico é muito adequado para o revestimento externo de bolas de golfe, por exemplo. Os pesquisadores ainda não haviam determinado exatamente como os íons de zinco mantêm as cadeias de polímero juntas nesses plásticos.

Os pesquisadores da Universidade de Amsterdã e do Rijksmuseum agora responderam a essas perguntas sobre o ambiente do polímero em torno dos íons de zinco em uma análise avançada que combina luz infravermelha com cálculos de mecânica quântica. Eles usaram espectroscopia infravermelha bidimensional (2-D-IR), uma técnica complexa que é capaz de medir as interações entre ligações químicas e sua orientação no espaço. O 2-D-IR nunca foi usado antes para estudar a estrutura molecular em polímeros sólidos.

O papel da água

A pesquisa demonstrou que o polímero ao redor dos íons de zinco pode adotar duas estruturas completamente diferentes. As mesmas duas estruturas existem para os íons de zinco no revestimento externo de plástico das bolas de golfe e materiais semelhantes. Além disso, os pesquisadores descobriram que pequenas quantidades de água em uma tinta a óleo ou plástico determinam qual dos dois arredores tem maior probabilidade de ocorrer. Dado que uma das estruturas é mais ativa nas reações químicas que causam o envelhecimento da tinta, esta pesquisa fornece uma explicação molecular potencial para o fato de que pinturas a óleo feitas com branco de zinco tendem a envelhecer mais rápido em condições de alta umidade.

Esses novos insights são muito importantes para pesquisas de acompanhamento sobre o efeito da umidade na vida útil de uma pintura. Adicionalmente, são um ponto de partida para determinar quais pinturas serão mais sensíveis a alterações futuras. Pesquisadores do Rijksmuseum e da Universidade de Amsterdã continuarão essa pesquisa nos próximos anos.