梵高的向日葵为何褪色了

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为什么在绘画中广泛使用的富含硫酸盐的铬酸铅颜料会在光下分解呢？意大利化学家给出了一种可能的解释。

铬酸铅颜料是文森特·梵高的主要表现工具，他在画作中大量使用这种颜料，包括其标志性的画作《向日葵》在内。梵高乐于混合不同的颜料来得到丰富且吸引人的色彩，但他喜爱的富含硫酸盐的颜料（由黄色的铬酸铅及白色的硫酸铅混合而成）会在光下分解。这一变化也使得曾经生机盎然的黄色向日葵系列画作黯然失色。
去年，比利时安特卫普大学的Koen Janssens解释说这是由于太阳光将颜料当中的六价铬（Cr6+）还原为三价铬（Cr3+），但颜料不稳定的原因依旧成谜。这个未知的谜团促使那不勒斯费德里科二世大学的Ana Muñoz-García及其同事去研究颜料分解过程。
通过运用计算机构建富硫颜料的结构模型，他们可以检测已知的分解过程究竟只是一种表面现象还是由于颜料结构不稳定而导致的，同时也可对分解过程提出合理的假设。基于密度泛函理论（DFT）的计算表明，该颜料具有不理想的形成能。由于混合颜料本身不稳定，而且硫酸盐很容易发生聚集，所以颜料会分离并回到最初的铬酸盐以及硫酸盐的状态。颜料中这些分离出来的硫酸盐正是罪魁祸首，因为它们会吸收紫外线，而紫外线会将铬还原为暗绿色的氧化物状态。“纯净的硫酸盐在这个故事中扮演了坏人的角色。” Muñoz-García告诉《化学世界》，“所有硫酸盐都趋向于聚集在一起，以此来减小颜料内部的应力。所以，由于分离作用，硫酸盐得以产生，又因为硫酸盐吸收了紫外线，我们才看到了分解过程。”
这项发现会给艺术作品保护技术带来帮助么？Muñoz-García希望如此。她说：“由我们的计算得出的结论并不令人振奋。我们无法阻止铬酸盐的还原，因为这种混合的颜料并不稳定。但一旦我们了解表面过程之后，我们便可以与实验人员合作，探索并设计出一种覆盖在画作表面的保护层，从而阻止被分离出来的铬酸盐发生还原。”
但是，Janssens对这项研究有自己的保留意见。他认为富硫颜料在可见光下也会变暗，但他强调在画作表面发现铬酸铅-硫酸盐物质的原因需要进一步核实。他说：“我们已得到一些相关的实验数据，并将实际情况与之前的预测做了对比。现在应该做些更加系统的验证工作。简而言之，对实验数据与理论预期间的批判性比较将对该项研究大有裨益。”
撰文：Osman Mohamed
翻译：程翔



审稿：王乐
原文链接：http://www.scientificamerican.com/article/unstable-dye-blamed-for-van-gogh-s-fading-sunflowers/

本文来源：《科学美国人》中文版《环球科学》  责任编辑：冷娜_NN5073

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