Вести с полей: лазер помог очистить барельефы XVIII века

Фотоника помогла российским ученым очистить барельеф с внешнего фасада здания Академии Художеств, датируемый XVIII веком. С помощью комбинации лазерной очистки и механической обработки растворителем специалисты вернули объектам искусства их настоящий цвет. Результат оказался даже лучше, чем получилось бы при использовании только растворителя. Об этом рассказали на конференции «Невская фотоника», прошедшей с 9 по 13 октября в Санкт-Петербурге.

В вопросах реставрации (Heritage Science) лазер используют довольно редко, так как специалисты опасаются повредить объекты искусства. В таких вопросах важна не скорость очистки, которую все больше стремятся повышать в индустриальных технологиях, а ее деликатность. Просчитать действие лазерного излучения на объект искусства довольно сложно, так как он зачастую состоит из множества слоев различной структуры и химического состава. Поэтому одна и та же длина волны излучения может не подойти для работы со всеми слоями. В основном реставраторы предпочитают справляться традиционными методами и используют очистку растворителями, так как мало опробованное использование лазера чревато необратимыми последствиями для арт-объекта.

Однако окрашенный барельеф с внешнего фасада здания Академии Художеств, датируемый XVIII веком, оказался слишком сложным случаем для ручной обработки. Поэтому реставраторы обратились к физикам. Красочные слои этого барельефа очень неравномерны. Его несколько раз красили белой краской, на барельефе остались черные гипсовые корки, тогда как на самом деле исходным цветом барельефа являлся терракотовый.

Традиционно реставраторы пользуются ручной обработкой растворителями в компрессах. Но черные гипсовые корки резистентны к растворителям, их сложно удалять вручную, а слои белой краски оказались слишком плотными. Ученые-физики совместно с реставраторами Института им. И. Е. Репина и Академии им. А. Л. Штиглица подготовили микрошлиф (маленький отшлифованный фрагмент объекта, в котором видны слои красок) и отдали его на химическую экспертизу научным сотрудникам Санкт-Петербургского технологического института. Оказалось, что белая краска также разная по химическому составу. В качестве основы красок использовался оксид бария, оксид цинка, известь и гипс. При этом оксид бария и цинка очень слабо поглощает инфракрасное излучение.

Экспериментальным путем физики выяснили, что ИК-лазер с длительностью импульса 100 мкс разрушает твердую корку белой краски и эффективно удаляет черную гипсовую корку, не поддающуюся растворению. Лазером ученые удаляли гипсовые корки, затем химически травили слой гипса под ней диметилсульфоксидом, нанося его на 5-10 минут. После этого плотный гипсовый слой снимался как жвачка, обнажая исходный терракотовый цвет барельефа. Также специалисты использовали лазерное нагревание белой краски, разрушали её приповерхностный слой, и затем с помощью диметилсульфоксида удаляли белые слои с арт-объекта. При этом ученые выяснили, что после использования только химических и механических методов очистки на объекте искусства остается больше белесых следов, чем при комбинации этих методов с лазерной очисткой.

«Комбинированный метод очистки эффективен для хрупких артефактов или для тех, что находятся в критическом состоянии. В таких случаях применение методов химической или механической очистки в чистом виде может привести к необратимой потере красочного слоя», — рассказала Анастасия Васильева с кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова на конференции «Невская фотоника» в секции «Арт-фотоника».

Кроме того, таким же комбинированным методом лазерной, химической и механической очистки реставраторам удалось восстановить расписной потолок в Академии им. Штиглица, пострадавший после пожара (в него въелась копоть) и парную скульптуру ангелов из Храма в честь Казанской иконы Божьей Матери в Ярославской области, датируемую началом XVIII – концом XIX века. Скульптура была очень хрупкой и осыпалась при малейшем механическом воздействии, поэтому снятие нежелательных слоев краски лазером было единственным выходом.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».