Corrosieprocessen vormden gouden nanobolletjes met de juiste maat voor violet
Het Alhambra-paleis in Spanje wordt beschouwd als een hoogtepunt van middeleeuwse islamitische architectuur. Wetenschappers weten nu waarom sommige van de ingewikkelde gouden versieringen paars werden.
Ooit schitterde het Alhambra-paleis op de heuveltop van Spanje met goud. Maar door de eeuwen heen raakten de sierlijke, vergulde bouwwerken van de islamitische citadel op de plafonds en elders in verval, met merkwaardige paarse vlekken die ze ontsierden. De oorsprong van de vlekken was een mysterie. Maar wetenschappers zeggen dat ze nu de chemie achter de paarse tint begrijpen.
Analyses onthullen dat naarmate het verguldsel verviel, het zich vormde gouden bollen onzichtbaar voor het blote oog die verantwoordelijk zijn voor de paarse kleurrapporteren de onderzoekers online op 9 september in wetenschappelijke vooruitgang. De bevinding kan implicaties hebben voor het begrijpen hoe andere kunst en architectuur in de loop van de tijd degradeert.
Middeleeuwse ambachtslieden maakten een aantal Alhambra-plafonds om eruit te zien als de stalactieten van een grot, en vergulden ze vervolgens met een laag aluminiumfolie met daarop een goud-en-zilverlegering. In de 19e eeuw bedekten mensen het vernederende verguldsel met gips, een wit mineraal dat in gips wordt gevonden.
Geoloog Carolina Cardell van de Spaanse universiteit van Granada zag in 1993 voor het eerst paarse vlekken op het gips, maar zij en haar collega’s hadden toen niet de tools om de vlekken te begrijpen. Dingen veranderden toen de universiteit twee soorten elektronenmicroscopen kreeg. De microscopen koppelen aan andere instrumenten die de chemische elementen en verbindingen van een monster op nanoschaal onthullen.
Cardells collega Carmen Navarrete, een voormalig hoofd van de restauratie van het Alhambra, stierf voordat het team antwoorden kon krijgen. Cardell en elektronenmicroscopie-expert Isabel Guerra, ook van de Universiteit van Granada, streden zonder Navarrete om de lagen verguldsel, gips en vlekken van het Alhambra te onderzoeken. “We zeiden dat we dit moesten afmaken en dit werk aan haar moesten opdragen”, zegt Cardell.
Puntjes in microscoopbeelden van het gips bleken puur gouden nanobolletjes te zijn, waarvan de meeste ongeveer 70 nanometer breed zijn. De kleuren van nanodeeltjes zijn afhankelijk van hun grootte, die hun interactie met licht beïnvloedt, en 70 nanometer is de juiste maat voor een paarse tint.
Op basis van de gedetecteerde elementen en verbindingen concluderen Cardell en Guerra dat meerdere corrosieprocessen de nanodeeltjes hebben gevormd (SN: 21-3-15). Hoewel puur goud bestand is tegen corrosie, is de goud-en-zilverlegering in het Alhambra dat niet. Gebreken in de vergulding laten vocht binnen, inclusief de chloriderijke zeespray van de Middellandse Zee. Dat zorgde voor chemische contacten tussen de metalen van het vergulden, vergelijkbaar met die in een batterij. Het resultaat was dat het onderliggende tin corrodeerde, zich een weg baande door defecten in de legering en een deel van het goud bedekte als grijsachtig vuil.
Verschillende delen van het goud werden dus blootgesteld aan verschillende zuurstofconcentraties. Dat veroorzaakte verdere chemische reacties die een deel van het goud oplosten, wat de weg vrijmaakte voor de vorming van de bollen. Die bollen kwamen uiteindelijk in het gips terecht, zegt Cardell.
“Het detailniveau van het onderzoek is fenomenaal”, zegt Francesca Casadio, hoofd van de afdeling conservatiewetenschappen van het Art Institute of Chicago. “Anderen zullen deze paarsachtige tinten zien en ze zullen een rubriek hebben om het fenomeen te begrijpen.”
Er zijn maar weinig meldingen van paars goud op beschadigde kunstwerken en architectuur. Cardell denkt dat de witte gipscoating die in de 19e eeuw aan het Alhambra werd toegevoegd, ervoor zorgde dat het paars gemakkelijk op te merken was. “We denken dat deze paarse kleur… meer voorkomt dan mensen denken.”
