ИСТИНА

Целью проекта является разработка и научное обоснование нового подхода к исследованию объектов культурного наследия при помощи лазерных оптических методов.

The project is aimed at the development and substantiation of a new approach to the study of the objects of cultural heritage with the aid of laser optical methods. The topicality of the project is related to the absence of noncontact controlled procedures for microsampling of the objects of art. In addition, it is necessary to develop comprehensive methods for analysis of the interaction of laser radiation with paint layers of paintings as complicated heterogeneous systems. Laser ablation using pulses with variable parameters (wavelength, pulse energy and intensity) will be used for remote controlled microsampling of artifacts. Such an approach will make it possible to propose protocols of microsampling at predetermined depths and minimize damage of objects of art. Analysis of the results of laser ablation of paint layers will provide knowledge of the processes of laser ablation of multicomponent systems. Raman microspectroscopy, which makes it possible to study microscopic multicomponent particles, will be used for diagnostics of the samples.

В результате выполнения проекта будут определены особенности лазерной абляции слоев масляной краски и разработаны протоколы дистанционного метода отбора проб с произведений живописи. Научная значимость состоит в исследовании процесса лазерной абляции сложных многокомпонентных систем и развитии методов анализа и обработки спектров микроскопических многокомпонентных частиц. Прикладная значимость состоит в том, что дистанционный контролируемый пробоотбор с соответствующим протоколом позволит получать пробу заданного размера и минимизировать повреждение произведений искусства.

1. Разработан оригинальный метод отбора проб из образцов старинной бумаги, основанный на эффекте лазерной абляции. При этом отбор пробы осуществлялся не механически, а оптически (дистанционно) без повреждения бумажных волокон. Полученные таким образом пробы были использованы для исследования компонентов бумаги методом КР микроспектросопии. 2. Принципиальная возможность использования лазерной абляции для отбора проб с красочных слоев была показана в диссертации И.А. Балахниной. Лазерное излучение на длине волны 532 нм с длительностью импульса 10 нс, плотностью энергии в импульсе 1,5 Дж/см2 и диаметром лазерного пучка на образце 0,5 мм использовалось для микропробоотбора с красочных слоев, а полученные частицы были идентифицированы с помощью КР микроспектроскопии. 3. Подготовлен ряд образцов, моделирующих произведения станковой масляной живописи, которые планируется использовать как образцы для проведения экспериментов в предлагаемом проекте. 4. Создана база данных КР спектров промышленных красок на основе высыхающих масел периода 1950-2010 гг. отечественных и зарубежных производителей. 5. Собраны исчерпывающие на сегодняшний день патентные, архивные и литературные материалы о времени выпуска и составе промышленных масляных красок, выпускавшихся советской промышленностью и о новых масляных красках, появившихся в XX веке на общеевропейском рынке. 6. Для определения числа и среднего размера аблированных частиц на подложке разработан специальный алгоритм, на основе программных продуктов MATLAB и ImageJ. 7. Разработан уникальный метод обработки КР спектров, позволяющий проводить анализ и сравнение КР линий, интенсивность которых существенно меньше интенсивности спектрального фона 8. Метод математической обработки спектров, позволяющий проводить сравнение оригинальных (не обработанных) спектров между собой даже в том случае, если фоновые сигналы в этих спектрах имеют различную форму и интенсивность.