Kristalstructuren van De Nachtwacht

Als onderdeel van Operatie Nachtwacht is een gedeelte van Rembrandts meesterwerk gescand. De gebruikte onderzoekstechniek kan verschillende pigmenten zeer precies identificeren op basis van hun kristalstructuur. De scan kan namelijk op het niveau van atomen de verschillende kristalstructuren van pigmenten laten zien. Zo kunnen de onderzoekers onderscheid maken tussen de verschillende pigmenten.

Welke techniek is hiervoor gebruikt?

2 Opstelling van de macro-XRPD apparatuur van de Universiteit Antwerpen. Foto: David van DamDe gebruikte techniek heet voluit macro Röntgen Poeder Diffractie scanning, of kortweg macro-XRPD. Dit is een aanvulling op de eerder gebruikte techniek die afgekort macro-XRF heet. Die eerdere scans hebben de chemische elementen van De Nachtwacht nauwkeurig in kaart gebracht, maar kunnen niet alle pigmenten van elkaar onderscheiden. Zo kan met de eerste scan geen onderscheid worden gemaakt tussen verschillende types van het pigment loodwit. Deze scan geeft alleen maar lood weer. Met deze tweede techniek kan dat dus wel.

Hoe doet de scanner dat?

De macro-XRPD-techniek maakt gebruik van röntgenstraling. Dit is dezelfde straling als die de tandarts gebruikt of in het ziekenhuis wordt gebruikt. Als de straling op het pigment valt wordt deze afgebogen en teruggekaatst. De manier waarop dit wordt gedaan is per kristalstructuur van de pigmenten anders. Hierdoor kun je dus zien wat er voor pigment waar zit.

Uniek in de wereld!

Het scannen is in samenwerking met de AXES Groep van de Universiteit Antwerpen gedaan. De wereldwijd unieke scanner die zij ontwikkeld hebben maakte het mogelijk om een stuk van het schilderij op locatie te scannen. Normaalgesproken wordt het röntgendiffractie techniek namelijk in een laboratorium gedaan op kleine verffragmentjes.

Inzicht in de conditie van de verf

Deze macro-XRPD scan geeft ook belangrijke informatie over de conditie van de verflagen. Hij laat namelijk bepaalde degradatieproducten identificeren die in de loop van de tijd ontstaan zijn. Deze zijn ontstaan door chemische reacties in de verflagen of aan het oppervlak. Voor Operatie Nachtwacht is het belangrijk om de degradatieproducten in kaart te brengen en te onderzoeken met het oog op de behandeling.

1 De macro-XRPD is reeds uitgevoerd op de citroen op het schilderij Festoen van vruchten en bloemen (1660-1670) van Jan Davidsz de Heem uit de collectie van het Rijksmuseum. Hierbij een voorbeeld van het type informatie dat deze techniek kan opleveren. Ondanks de mooie kleur van het gele pigment orpiment (As2S3) en het oranje pigment realgar (As4S4) zijn de kleuren in de citroen in de loop van der tijd veranderd. De arseen houdende pigmenten zijn gevoelig voor licht en ondergaan verschillende chemische interacties wat leidt tot degradatieproducten. MA-XRDP heeft enkele van deze degradatieproducten kunnen identificeren en lokaliseren, in dit geval gaat het om de lood arsenaten, schultenite (PbHAsO4) en mimetite (Pb5(AsO4)3Cl).