FTIR光譜技術是測定顏料、粘合劑和填料化學成分常用的方法之一。
藝術品劣化/ FT-IR
人們都喜歡在美術館欣賞畫作，但很少人知道繪畫大師在創作作品時，使用的是哪種方法或哪些材料。即使標簽上注明“倫勃朗油畫”，其材料組成通常比表面看起來復雜得多。
遺憾的是，正是這種復雜性，導致了畫作因多種原因緩慢但不可避免地老化。例如化學變化、光照影響、材料之間相互作用，或者藝術家們選擇了不合適的材料。
當然，藝術家們很少知道自己所選的顏料或粘合劑在未來將對其畫作產生何種影響。例如， 從20世紀20年代初開始，藝術家們青睞的二氧化鈦顏料。
事實證明，二氧化鈦（TiO2）可促進亞麻籽油（一種顏料溶劑）降解，從而導致畫作表面開裂和發黃。為更好地了解這一效應，藝術品保護領域的研究人員開始著手測定可見光對TiO2和亞麻籽油反應的影響1。
他們選擇的是哪種檢測方法？——當然是FTIR光譜法！
FT-IR技術促進了藝術品保護研究！/ FT-IR
在實驗中，他們將純亞麻油，亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦（TiO2的兩種相態）的混合物置于可見光和紫外光下。然后使用布魯克LUMOS II FTIR顯微鏡，在ATR模式下，對這些樣本的老化過程進行持續49天的監測。
LUMOS II 布魯克最新一代智能顯微紅外
但是，紅外光譜究竟如何體現降解過程呢？研究人員找到了三種可提供線索的光譜特征峰。
1. 1710 cm−1處形成紅外頻帶“肩峰”，表明游離脂肪酸形成；
2. 1670 cm−1處譜峰位移至1610 cm−1，表明顏料發生自氧化；
3. 1168 cm−1處峰強下降，表明甘油三酯酯鍵發生降解。
下圖顯示了純亞麻籽油在可見光下發生老化后的譜峰變化。標注的光譜處均可反映出變化，但并不太明顯。
亞麻籽油發生老化后的光譜
來自Heritage Science
相比之下，隨著時間的推移，亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦的混合物發生了顯著變化（見下圖）。
亞麻籽油與金紅石或銳鈦礦的混合物發生老化后的光譜
來自Heritage Science
1710 cm−1處形成了一個新的峰，而在純亞麻籽油對照光譜中，此處僅顯示為一個小肩峰。除此之外，1670 cm−1至1610 cm−1范圍內，出現了一個較大肩峰。還有一點很重要，1168 cm−1處的峰值強度明顯下降。
這些結果表明，TiO2明顯影響了亞麻籽油基顏料的穩定性。
藝術品保護研究有助于了解藝術畫作為何逐漸喪失色彩甚至不可避免的損壞。對于此類研究，以及藝術品保護方法的開發，布魯克LUMOS II FTIR顯微鏡是不錯的選擇。
參考文獻：
（1）Schmitt, T., Rosi, F., Mosconi, E. 等人。《對TiO2基油畫顏料老化的新發現：光照條件和表面相互作用的影響》。Herit Sci 10, 99 (2022).
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