Assistir a tinta secar pode parecer um hobby enfadonho, mas entender o que acontece depois que a tinta seca pode ser a chave para a preservação de preciosas obras de arte.

A formação de sabonetes de metal em obras de arte compostas com tintas a óleo pode causar "acne da arte" - incluindo espinhas e deterioração mais severa - o que representa um desafio urgente para a conservação da arte em todo o mundo.

Está afetando as obras de Georgia O'Keefe, Vincent Van Gogh, Francisco de Goya, e Jackson Pollock, entre muitos outros, e os pesquisadores ainda não encontraram uma boa solução para interromper seus efeitos.

Para saber mais sobre os processos químicos envolvidos no envelhecimento de tintas a óleo em detalhes microscópicos e em nanoescala, uma equipe internacional liderada por pesquisadores da National Gallery of Art e do National Institute of Standards and Technology (NIST) conduziu uma série de estudos que incluíram imagens de raios-X 3-D de uma amostra de tinta na Advanced Light Source (ALS), um síncrotron no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab).

"Estima-se que 70 por cento das pinturas a óleo podem já ter ou terão esses problemas de sabão de metal, "disse Xiao Ma, Charles E. Culpeper Fellow da National Gallery of Art que foi o principal autor do estudo da equipe, publicado no jornal Angewandte Chemie International Edition .

"Em nossas coleções, vemos sabonetes nas pinturas - eu diria que não é incomum, "ele notou." Eles podem não aparecer na superfície, mas existem no 'chão, 'ou camadas de priming. "

A mesma química prejudicial, que estudos anteriores apontaram para a mistura de ácidos graxos com íons metálicos presentes em pigmentos de tinta, incluindo chumbo, zinco, cobre, cádmio, e manganês, foi encontrado ocorrendo em alguns revestimentos orgânicos, também, como os usados ​​em esculturas de bronze e na indústria, Ma notou.

O último estudo se concentrou em uma tinta chamada "Soft Titanium White", que foi pintada em uma tela em 1995 por um fabricante de tintas. Além de dióxido de titânio (TiO ₂ ), contém óxido de zinco (ZnO), que é conhecido por formar sabonetes. Tintas como essa estão em uso desde cerca de 1930, Ma disse. A amostra envelhecida não foi tratada de forma alguma e permaneceu em ambiente controlado.

O estudo descobriu que os aglomerados de um composto chamado estearato de alumínio são distribuídos aleatoriamente na tinta, e que carboxilatos de zinco, conhecidos como sabonetes, estão misturados dentro deles. A análise de alta resolução espacial mostrou que um tipo de sabão de zinco, estearato de zinco, agregados próximos a esses clusters.

E embora a amostra de tinta ainda não mostrasse deterioração física, os pesquisadores descobriram sinais de que a fragmentação e o lascamento (lascamento) da tinta podem eventualmente ocorrer se os sabões de zinco se tornarem mais concentrados e localizados na tinta com o tempo.

"Estamos tentando controlar os processos iniciais para entender onde os sabonetes podem estar se formando e para onde eles podem estar se movendo - se eles estão se movendo, "disse Barbara Berrie, que lidera o Departamento de Pesquisa Científica da Galeria Nacional de Arte e atuou como co-líder do estudo. "Queremos ter certeza de que entendemos o que está acontecendo nas pinturas mais contemporâneas para que essas obras estejam aqui para o futuro."

O estudo pode ter implicações mais amplas para o desenvolvimento de melhores métodos de conservação com base na química observada em tintas a óleo, ela disse. "Posso ver que isso pode ser aplicado de maneira geral a questões de preservação e tratamentos para todos os tipos de obras de arte, " ela disse.

Dula Parkinson, um cientista da equipe do ALS que participou do estudo, disse que os raios-X revelaram o tamanho, forma, e distribuição de pequenos pontos semelhantes a bolhas em uma amostra de tinta que media apenas alguns milímetros de diâmetro.

"Eles queriam entender a química básica e os processos básicos do que estava acontecendo, "disse ele." Essas estruturas que eles veem são muito comuns em muitas pinturas, e então eles estão tentando ver por que essas estruturas estão aqui. "A imagem, usando uma técnica chamada microtomografia de raios-X, mapearam espessuras variadas na tinta e revelaram algumas rachaduras microscópicas.

A microtomografia no ALS também tem sido usada para fornecer visualizações microscópicas de uma ampla gama de amostras, de caules de plantas a escudos térmicos de naves espaciais.

Além da exploração de raios-X de uma amostra de tinta em microescala, a equipe também usou uma técnica conhecida como ressonância induzida fototérmica (PTIR) que excedeu os limites de ampliação dos microscópios convencionais à base de luz. O PTIR acopla lasers infravermelhos (IR) com um microscópio de força atômica para fornecer uma janela em nanoescala para a química da tinta em uma escala muito menor do que a alcançável com microscópios IR convencionais.

Outra técnica, chamada micro espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), forneceu uma visão mais ampla da composição química em várias camadas de amostras de tinta.

Andrea Centrone, um líder de projeto para o Nanoscale Spectroscopy Group do NIST que co-liderou o estudo com Berrie, observou que a técnica PTIR fornece mapeamento químico com resolução semelhante à da microscopia de força atômica - que oferece uma varredura da amostra por meio de um processo semelhante a uma agulha de toca-discos movendo-se sobre uma superfície e mapeando-a.

Enquanto a ponta examina a amostra, os pulsos infravermelhos são absorvidos localmente e a amostra se aquece e se expande rapidamente. Isso "chuta" a ponta como um diapasão e fornece informações quimicamente específicas sobre a amostra.

A amostra de tinta tinha um aspecto muito áspero, superfície pegajosa que era difícil de mapear quimicamente, então Centrone trabalhou com colaboradores do NIST para adaptar a técnica de modo que a ponta de varredura oscilasse acima da superfície da amostra, tocá-lo suavemente em vez de arrastá-lo, permitindo a captura de dados de alta resolução.

"Somos capazes de capturar detalhes muito pequenos até 10 ou 20 nanômetros, "ou bilionésimos de um metro, Disse Centrone. "Pudemos detectar que tipo de sabão de metal se formou nas amostras de tinta."

O estudo observa que as mesmas técnicas que foram usadas em combinação para explorar a química da tinta poderiam ser aplicadas de forma mais ampla em outros campos onde as amostras são desafiadoras porque sua química não é uniforme, e conhecimento detalhado de química em diferentes escalas é necessário, como na biomedicina e armazenamento de energia.

Berrie disse que espera estudos futuros que apliquem as mesmas técnicas para explorar diferentes tipos e camadas de tinta e outras questões para a preservação de obras de arte.

"Esperamos ser capazes de fazer algumas comparações e contrastes de diferentes combinações de interações óleo-pigmento, "disse ela." Seremos capazes de explorar um pouco da química subjacente das pinturas sobre as quais ainda não sabemos muito, "para fornecer uma visão para a preservação da arte, também. "E, estamos tentando ajudar a informar a gama de opções que os conservadores de arte têm. "