02.04.201909:11

Un quadro di Picasso per capire i meccanismi di degrado del colore

Spettroscopia di fotoluminescenza da stati trappola come strumento d’indagine per la conservazione di opere pittoriche


Se oggi si confrontasse il quadro Femme (Époque des “Demoiselles d’Avignon”) di Pablo Picasso con l’immagine di come appariva cinquant’anni fa, noteremmo qualcosa di strano. Una parte del dipinto nell’angolo in alto a sinistra, un tempo gialla, sta oggi virando verso le tonalità del marrone, proprio come fanno le banane quando maturano; l’altra parte gialla del dipinto, invece, ha mantenuto la sua brillante tinta color limone.

Secondo un nuovo studio, guidato dalla prof.ssa Daniela Comelli del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, la causa di questa differenza di comportamento del colore risiede nell’utilizzo da parte di Picasso di due diversi tipi di pittura gialla che contengono particelle di solfuro di cadmio di grandezza differente. Lo studio mostra come l’analisi dell'emissione da “stati trappola” delle particelle di pigmento possa aiutare i conservatori d’arte a riconoscere l’inizio del degrado del giallo di cadmio, così da definire ed attuare opportuni metodi conservativi per proteggere le opere d’arte da questo processo.

Il pigmento giallo usato da Picasso nel suo dipinto Femme si chiama giallo di cadmio, ed è costituito principalmente di particelle di solfuro di cadmio. Fu sintetizzato per la prima volta intorno al 1840, e da allora fu ampiamente usato da pittori dell’arte moderna – come Van Gogh, Picasso, Seurat, Matisse, Munch ed Ensor – che lo apprezzavano per il suo colore brillante e l’elevato potere coprente. Tuttavia, gli artisti stessi, così come i produttori di pitture, si resero ben presto conto di come alcune delle stesure di colore realizzate con tale pigmento potessero essere instabili, virando di tonalità. A oggi, scienziati e conservatori d’arte hanno assistito al deterioramento di diversi dipinti realizzati con il giallo di cadmio ed è interessante notare come il degrado ricorra principalmente in quadri realizzati tra la fine dell’Ottocento e l’inizio del Novecento.

Tale osservazione induce a pensare che in quel periodo storico il giallo di cadmio venisse prodotto con un processo di sintesi che dava luogo ad un pigmento particolarmente instabile. Nonostante gli scienziati abbiano compreso alcuni dei meccanismi di degrado che stanno dietro alla scoloritura del giallo di cadmio, non è ancora chiaro quali siano le caratteristiche del pigmento che lo rendono instabile e perché alcuni di questi dipinti degradino e altri no. In tale contesto la possibilità di analizzare il dipinto Femme ha costituito per Comelli e i suoi colleghi un’opportunità unica per comprendere meglio il processo di degrado grazie alla possibilità di confrontare all’interno dello stesso quadro due pitture, entrambe a base di giallo di cadmio, di cui una evanescente e l’altra no.

Assieme ai ricercatori del Getty Conservation Institute, della Fondation Beyeler, e dell’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR, sono state analizzate due differenti parti gialle del dipinto: una dove il colore originariamente giallo è diventato marrone, e una dove non si è verificata questa modifica di tinta. Il team ha utilizzato sia tecniche di analisi non invasive, per esaminare il colore direttamente sul dipinto, sia metodi di analisi di microscopia effettuati su micro-prelievi di frammenti di colore.

In particolare, i ricercatori hanno usato la spettroscopia e l’imaging di fotoluminescenza per esaminare le stesure di colore giallo a base di solfuro di cadmio: il metodo ha messo in luce che le stesure degradate hanno un’intensa emissione da stati trappola, emissione che è solo debolmente presente nelle stesure di colore giallo non degradate. L’emissione da stati trappola è un’emissione ottica originata da difetti delle strutture cristalline, ossia da reticoli cristallini dove gli elementi non sono posizionati nel posto giusto o sono assenti. Tali stati permettono agli elettroni eccitati di essere intrappolati e dare luogo ad un’emissione luminosa di fotoluminescenza con particolare caratteristiche.

Nello specifico caso del dipinto di Picasso, la differenza tra gli spettri di emissione da stati trappola delle stesure degradate e di quelle non degradate ha portato Comelli e il suo team a concludere che la vernice degradata contiene particelle di solfuro di cadmio di dimensioni nanocristalline (di pochi nanometri di raggio) con un’alta densità di difetti sulla superficie, mentre la vernice gialla non degradata contiene particelle di solfuro di cadmio più grandi e poco difettose. I ricercatori non sono sicuri se il colore giallo che oggi è degradato contenesse originariamente nanocristalli o se sia stato il degrado a ridurre la dimensione dei cristalli e poi a indurre la formazione di difetti, ma questo sarà il tema delle indagini future.

Per saperne di più: 
Degradation of Cadmium Yellow Paint: New Evidence from Photoluminescence Studies of Trap States in Picasso’s Femme (Époque des “Demoiselles d’Avignon”)
Daniela Comelli, Douglas MacLennan, Marta Ghirardello, Alan Phenix, Catherine Schmidt Patterson, Herant Khanjian, Markus Gross, Gianluca Valentini, Karen Trentelman, and Austin Nevin
Analytical Chemistry 2019 91 (5), 3421-3428
DOI: 10.1021/acs.analchem.8b04914
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.8b04914