Caracterizarea patrimoniului cultural cu
tehnici analitice avansate
Workshop dedicat centenarului ROMANIEI si Anului European al Patrimoniului 14 iunie 2018, IFIN-HH/Biblioteca Naţională de Fizică, Măgurele, jud. Ilfov
CONTRIBUTII IFIN-HH LA STUDIUL SI CONSERVAREA PATRIMONIULUI CULTURAL - 2018
Maria Mihaela Cozac, B. Constantinescu, Daniela Stan, Florina Zorila, D. Negut, I.V. Moise
ANALIZE DE SPECTROSCOPIE VIBRATIONALA
➢ SPECTROSCOPIA DE INFRAROSU CU
TRANSFORMATA FOURIER - FTIR
(vibratii antisimetrice)
➢ SPECTROSCOPIA RAMAN
(vibratii simetrice)
FTIR & FT-RAMAN
Avantaje Raman
Se pot analiza:
➢ Molecule diatomice
homonucleare
➢ Proba in orice stare
de agregare
➢ Particule
microscopice
➢ Straturi de suprafata
Dezavantaje Raman
Nu se pot analiza:
➢ Proba care absoarbe
radiatia excitatoare
➢ Proba fluorescenta
➢ Proba cu particule in
suspensie
SPECTROMETRU FTIR/FTRAMAN -
VERTEX 70, BRUKER OPTICS, GERMANIA:
➢ accesoriu de reflectanta difuza tipmicroscop Helios si accesoriu ATR,domeniu spectral 4000-400 cm-1;
➢ modul Raman (RAM II) cu sondaRaman pentru analize nedistructive sifara contact, domeniu spectral Raman3500-50 cm-1, sursa de excitare LASERNIR cu lungimea de unda 1064 nm;
➢ accesoriuTGA-IR pentru analizaonline a gazelor degajate din probetestate prin termogravimetrie.
SPECTROMETRUL PORTABIL XRF SI RAMAN
(XRAMAN) – XGLAB (BRUKER NANO)
EDXRF
Detector de radiatii cu siliciu cusuprafata mare (SDD): zona activade 25mm2
Raman
Spectrometru cu fibra optica
Domeniul spectral 3650-120 cm-1
Sursa de excitare LASER cu lungimeade unda 785 nm
METODE APLICABILE PENTRU:
➢ Identificare si caracterizare materiale picturale;
➢ Investigarea proprietatilor moleculare in vedere
caracterizarii probelor de piele;
➢ Caracterizarea structurii moleculare si a
modificarilor chimice suferite in urma
tratamentului de salvare prin iradiere cu radiatii
ionizante gamma a lemnului policromatic, a
arhivelor, a bunurilor textile si de piele.
“CAR CU BOI” – NICOLAE GRIGORESCU, 37*61 CM
SEMNAT – STANGA JOS (PIGMENT ROSU)
“ATACUL DE LA SMARDAN” – NICOLAE GRIGORESCU; 41*56CM,
SEMNAT – DREAPTA JOS (PIGMENT ALB)
“PRIMAVARA IN LIVADA “ – NICOLAE GRIGORESCU; 46*65CM,
SEMNAT – STANGA JOS (PIGMENT ROSU)
IDENTIFICAREA PIGMENTILOR IN OPERELE DE ARTA
ATRIBUITE PICTORULUI NICOLAE GRIGORESCU
SPECTRELE FT-ATR PENTRU PANZA DIN OPERELE DE ARTA
ATRIBUITE PICTORULUI NICOLAE GRIGORESCU SI PANZA NOUA
ICOANE PE LEMN
Icoana “Sf. Nicolae”
Autor anonim, sec. al XIX-leaIcoana “Maica Domnului”
Autor anonim, sec. al XVII-lea
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\PD\etapa unica 2010\pigmenti_FT-Raman\flake white_46003-250SCANS_500mW.0 flake white_46003-250SCANS_500mW PIGMENTI
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\COLABORARI\MAICA SERAFIMA\ICOANA-Sf.Treime_P16-alb inger dr-500SCANS_100mW_12.12.06 ICOANA-Sf.Treime_P16-alb inger dr-500SCANS_100mW_12.12.06 pigment depus
19/10/2010
06/12/2012
1051
.32
1050
.26
pigment alb - Icoana "Sf. IERARH NICOLAE"
pigment referinta - ALB DE PLUMB
2004006008001000Wavenumber cm-1
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Ram
an In
tens
ity
Page 1/1
Spectrul XRF pentru pigmentul alb – carnatie si carte
Spectrul XRF pentru pigmentul alb – fond
Reference pigment – lead white
White pigment – carnation
• Identificarea pigmentului alb
- Alb de plumb- Formula moleculara:
2PbCO3 .Pb(OH)2;
•Identificare prin:- Banda FT-Raman caracteristicaalbului de plumb, 1051 cm-1 (s) –(s-strong);- Spectrul XRF identifica Pb.
Spectrul FT-Raman pentru pigmentul alb-Carnatie (alb) si pigment referinta (negru)
Pigmentul alb
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\COLABORARI\MAICA SERAFIMA\ICOANA-Sf.Treime_P11-GALBEN (de sub carnatie_bolus)-500SCANS_150mW_12.12.05 ICOANA-Sf.Treime_P11-GALBEN (de sub carnatie_bolus)-500SCANS_150mW_12.12.05 pigment depus
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\PD\etapa unica 2010\pigmenti_FT-Raman\CHROMGELB DUNKEL-BLEICHROMAT-250SCANS_500mW.0 CHROMGELB DUNKEL-BLEICHROMAT-250SCANS_500mW PIGMENTI
05/12/2012
22/11/2010
842.
7983
9.91
404.
2040
1.64
379.
2737
7.68
361.
2135
9.14
342.
0833
8.80
146.
8913
5.29
pigment referinta-GALBEN DE CROM
pigment galben-Icoana "Sf. Ierarh Nicolae"
2004006008001000Wavenumber cm-1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
Ram
an In
tens
ity
Page 1/1
Spectrul FT-Raman pentru pigmentul galben -(galben) si pigmentul de referinta (negru)
• Identificarea pigmentului galben
- galben de crom- Formula moleculara: PbCrO4;
•Identificare prin:-Benzi FT-Raman caracteristice galbenuluide crom: 843(s) / 404(w) / 379(m) /361(s)/ 342(w) / 147(w) cm-1 (s) –(s-strong, m-medium, w-weak)
- Spectrul XRF identifica plumbul, cromul.Spectrul XRF pentru pigmentul galben –
manta
Pigmentul galben
Reference pigment – chrome
yellow
yellow pigment – jachet
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\COLABORARI\MAICA SERAFIMA\ICOANA-Sf.Treime_P5-albastru-500SCANS_150mW_12.11.26 ICOANA-Sf.Treime_P5-albastru-500SCANS_150mW_12.11.26 pigment
J:\_DATE_SPECTROSCOPIE_\FT-RAMAN\RAMPROBE\PD\etapa unica 2011\referinte2011\colour chart\blue pigments\ultramarine pigments _Ultramarine Blue, greenish light_45040-500SCANS_100mW.0 ultramarine pigments _Ultramarine Blue D_45050-500SCANS_100mW.0 pigment
26/11/2012
02/06/2011
554.
1454
8.63
383.
2737
8.97
pigment referinta - ULTRAMARIN
pigment albastru - Icoana "Sf. IERARH NICOLAE"
200300400500600700Wavenumber cm-1
0.00
50.
010
0.01
50.
020
0.02
5R
aman
Inte
nsity
Page 1/1
Pigmentul albastru
Spectrul XRF pentru pigmentul albastru- fond
• Identificarea pigmentului albastru -
- ultramarin- formula moleculara: Na8[Al6Si6O24]Sn
• Identicare prin:- benzi FT-Raman caracteristice pentru
ultramarin: 554(m) / 383(m) –(m-medium)- Spectrul XRF: identifica Cu
impuritati ? alb pigment?
Spctrele FT-Raman pentru pigmentul albastru - (albastru) si pigmentul de referinta(negru)
blue pigment – jachet
Reference pigment – ultramarine
PIELE UMANA TATUATA DIN UNICA COLECTIE DIN TARA DE LA INML „DR. MINA MINOVICI”.
femeie cu par lung stea tatuaj in doua culori
femeia cu copil scena de dragoste doua femei
EFECTELE IRADIERII ASUPRA PICTURII IN ULEI PE PANZA
SPECTRE FTIR STRAT PICTURAL ALB DE TITAN
NEIRADIAT (ALBASTRU) SI IRADIAT (ROSU)
M:\articol_tablou\spectre\TABLOU_TIHANY-FT-IR_original\BEJ_P9-33kGy-1000scans.1 BEJ_P9-33kGy-1000scans pigmenti
M:\articol_tablou\spectre\TABLOU_TIHANY-FT-IR_original\BEJ_P9-1000SCANS.0 BEJ_P9-1000SCANS pigmenti
07/10/2011
17/08/2011
1748
.38
1747
.83
1589
.88
1220
.69
1219
.67
827.
9582
6.90
800100012001400160018002000Wavenumber cm-1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
Abso
rban
ce U
nits
Page 1/1
“MONITORUL OFICIAL” COLECTIE PALATUL PARLAMENTULUI
ARHIVA CAMERA DEPUTATILOR
TESTE MICROBIOLOGICE
Proba
Numar colonii (swab test)
Inainte de iradiere
Dupairadiere
Cutia#1 (vol. 167) 480 0
Cutia#1’ (vol. 206) >1000 2
Cutia#2 (vol. 106) 48 0
Cutia#3 (vol. 343) 134 0
Cutia#3’ (vol. 260) >1000 1
SPECTRELE FTIR INAINTE (ALBASTRU) SI DUPA IRADIERE (ROSU)
FT-IR spectroscopy:
K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P1.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P1 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P1_irad.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P1_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P2.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P2 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P2_irad.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P2_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P3.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P3 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P3_irad.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P3_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P4.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P4 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P4_irad.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P4_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P5.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P5 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P5_irad.0 MONITORUL OFICIAL1993_PAGINA 23_DEZBATERI PARLAMENTARE_JOI 16 SEPT.1993_P5_irad PERGAMENT
18/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/2014
10001200140016001800Wavenumber cm-1
-0.0
20.
000.
020.
040.
06Ku
belk
a M
unk
Page 1/1
K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P1.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P1 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P1_irad.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P1_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P2.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P2 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P2_irad.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P2_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P3.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P3 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P3_irad.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P3_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P4.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P4 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P4_irad.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P4_irad PERGAMENT K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P5.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P5 CARTE K:\CERCETARE\faze 2014\FTIR_MONITORUL OFICIAL\MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P5_irad.0 MONITORUL OFICIAL2005_PAGINA CUPRINS_P5_irad PERGAMENT
18/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/201418/11/201420/11/2014
10001200140016001800Wavenumber cm-1
-0.0
20.
000.
020.
040.
06Ku
belk
a M
unk
Page 1/1
Nu sunt modificari semnificative dupa iradiere
TESTE DE CULOARE (CIE L*a*b*):
ProbeL*
(1 s.d.)a*
(1 s.d.)b*
(1 s.d.)dE* 2000
(1 s.d.)CIEL*a*b* units
Coperta 0 kGy 21,50(0,15)
0,05(0,01)
-0,31(0,03) 0,23
(0,07)Coperta 6,6 kGy 21,15
(0,13)-0,07(0,07)
-0,19(0,06)
Prima pag 0 kGy 90,59(0,19)
0,47(0,02)
9,49(0,02) 0,20
(0,01)Prima pag 6,6 kGy 91,17
(0,01)0,41
(0,02)9,42
(0,02)
Pagina 1 0 kGy 82,30(0,01)
2,56(0,01)
16,04(0,04) 0,39
(0,02)Pagina 1 6,6 kGy 81,45
(0,03)2,78
(0,02)16,10(0,05)
Nu sunt modificari semnificative dupa iradiere
AUTORIZATII DE FUNCTIONARE
CONCLUZII Analiza spectrelor FTIR permite, identificarea mediului de
pictura;
Analiza spectrelor FT-Raman permite identificarea
pigmentilor cu ajutorul propriei baze de date spectrale si
a celor disponibile on-line;
Analiza spectrelor XRF permite obtinerea informatiilor
despre pigmentilor prin identificarea elementelor
chimice
Spectroscopia FT-IR / FT-Raman si testele de culoare nu
au evidentiat modificari semnificative pentru materiale
supuse iradierii, fapt ce recomanda decontaminarea prin
iradiere gama.
DISEMINARE:
1. A COMPARATIVE STUDY OF TWO ICONS REPRESENTING THE “CORONATION OF THE VIRGIN BY THE HOLY TRINITY”: WALACHIA, 18TH CENTURY AND TRANSYLVANIA, 19TH CENTURY, DORINA CLAUDIA SAMOILESCU, OCTAVIAN G. DULIU, MARIA M. MANEA, DANIELA STAN, BOGDAN CONSTANTINESCU, JOURNAL OF CULTURAL HERITAGE 27 (2017) 175–180
2. RESEARCH ON THE CHROMATIC PALETTE OF A MODERN ROMANIAN PAINTER, MARIA GEBA, LACRAMIOARA STRATULAT, NICOLETA VORNICU, DANIELA SALAJAN, MIHAELA M. MANEA, REV.CHIM.(BUCHAREST), 68-3 (2017) 447-452
3. FTIR, XRF AND OPTICAL MICROSCOPY ANALYSIS OF THE PAINTING LAYER OF AN EARLY 19 TH CENTURY ICON, SISTER SERAFIMA, O.G. DULIU, MARIA MIHAELA MANEA, G. NICULESCU, ROMANIAN REPORTS IN PHYSICS 68, 1 (2016) 191–202
4. ESTABLISHING THE IRRADIATION DOSE FOR PAPER DECONTAMINATION, IOAN VALENTIN MOISE, MARIAN VIRGOLICI, CONSTANTIN DANIEL NEGUT, MIHAELA MANEA, MIOARA ALEXANDRU, LAURA TRANDAFIR, FLORINA LUCICA ZORILA, CATALINA MIHAELA TALASMAN, DANIELA MANEA, STELUTA NISIPEANU, MARIA HAIDUCU, ZAMFIR BALAN, RAD PHYS CHEM 81 (8) (2012) 1045-1050
5. IRRADIATION EFFECTS ON CANVAS OIL PAINTING: SPECTROSCOPIC OBSERVATIONS, MANEA, MM; NEGUT, CD; STANCULESCU, IR; PONTA, CC, RAD PHYS CHEM, 81 (10) (2012) 1595-1599
6. SPECTROSCOPIC EVALUATION OF PAINTED LAYER STRUCTURAL CHANGES INDUCED BY GAMMA RADIATION IN EXPERIMENTAL MODEL, MIHAELA M. MANEA, IOAN V. MOISE, MARIAN VIRGOLICI, CONSTANTIN D. NEGUT, OLIMPIA-HINAMATSURI BARBU, MIHALISCUTRUBINIS, VIOREL FUGARU, IOANA R. STANCULESCU, CORNELIU C. PONTA, RAD. PHYS. CHEM. 81(2), (2012), 160-167
7. INVESTIGAREA UNOR ARTEFACTE DE PIEI UMANE TATUATE UTILIZAND METODELE SPECTROSCOPICE DE INFRAROSU (FTIR) SI RAMAN (FT-RAMAN), IN PENTRU O ISTORIE A SIMBOLURILOR: TATUAJUL IN ROMANIA, ED. MUZEULUI MUNICIPIULUI BUCURESTI, 2014, PP. 76-83M.M. MANEA
VA MULTUMESC
PENTRU ATENTIE!