Zelfs Georgia O'Keeffe zag de blaren ter grootte van een speld op het oppervlak van haar schilderijen. Al decenia, natuurbeschermers en geleerden gingen ervan uit dat deze kleine uitsteeksels zandkorrels waren, geschopt uit de woestijn van New Mexico waar O'Keeffe woonde en werkte. Maar toen de uitsteeksels begonnen te groeien, verspreiden en uiteindelijk afschilferen, mensen verschoven van nieuwsgierig naar bezorgd.

Een multidisciplinair team van de Northwestern University en het Georgia O'Keeffe Museum in Santa Fe, New Mexico heeft nu de vreemde verfziekte gediagnosticeerd:de uitsteeksels ter grootte van een micron zijn metaalzepen, als gevolg van een chemische reactie tussen de metaalionen en vetzuren die gewoonlijk als bindmiddel in verven worden gebruikt.

Geïnspireerd door het onderzoek, het team ontwikkelde een roman, handheld tool die eenvoudig en moeiteloos kunstwerken in kaart kan brengen en monitoren. Met de tool kunnen onderzoekers de uitsteeksels nauwkeurig bekijken om beter te begrijpen onder welke omstandigheden de uitsteeksels groeien, krimpen of uitbarsten.

"De vrije vetzuren in de bindmiddelen van de verf reageren met lood- en zinkpigmenten, " zei Marc Walton, een onderzoeksprofessor materiaalkunde en techniek aan de McCormick School of Engineering van Northwestern, die de studie mede leidde. "Deze metaalzepen begonnen te aggregeren, duw het oppervlak van het schilderij omhoog en vorm iets dat op acne lijkt."

"Als we gemakkelijk kunnen meten, karakteriseren en documenteren van deze zeepuitsteeksels keer op keer met weinig kosten voor het museum, dan kunnen we ze bekijken terwijl ze zich ontwikkelen, zei Oliver Cossairt, een universitair hoofddocent computerwetenschappen in McCormick, die de technologische ontwikkeling leidde. "Dat zou restauratoren kunnen helpen de gezondheid te diagnosticeren en behandelingsmogelijkheden voor beschadigde kunstwerken voor te schrijven."

Walton, mededirecteur van het Centrum voor Wetenschappelijke Studies in de Kunsten, een samenwerking tussen Northwestern en het Art Institute of Chicago, zal de onderzoeksresultaten en technologie bespreken tijdens een persconferentie op 16 februari op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science (AAAS) in Washington, gelijkstroom

De briefing, "Kunstbehoud maakt gebruik van geavanceerde wetenschappelijke knowhow, " zal worden gehouden om 9.00 uur EST op balkon A van het Marriott Wardman Park.

Cossairt presenteert het onderzoek de volgende dag tijdens een wetenschappelijke sessie. Zijn praatje, "Een verfziekte diagnosticeren met computerwetenschap:de zaak van Georgia O'Keeffe, " maakt deel uit van de sessie "Geneeskunde, Computerwetenschappen en kunst:leren door technologie" (8 tot 9.30 uur EST op 17 februari, kamer 2, Marriot Wardmanpark).

De AAAS wetenschappelijke sessie wordt georganiseerd door Francesca Casadio, de Grainger Executive Director of Conservation and Science bij het Art Institute en co-directeur van het Centre for Scientific Studies in the Arts.

Gevaarlijke ziekte

Bijna alle schilderijen van Georgia O'Keeffe hebben enige schade door vorming van metaalzeep. Hoewel sommige gevallen van "acne" zich in een vroeg ontwikkelingsstadium bevinden en alleen kunnen worden bekeken met ultraviolette beeldvorming, andere zijn geavanceerder en kunnen met het blote oog worden gezien. Conservatoren hebben enkele schilderijen gerestaureerd waar de schade meer uitgesproken is, maar de uitsteeksels blijven terugkeren.

"De snelheid van verslechtering is een van de belangrijkste vragen van de studie, " zei Dale Kronkright, hoofd conservatie bij het Georgia O'Keeffe Museum. "Er lijkt een verband te bestaan ​​tussen het aantal keren dat de schilderijen naar openbare tentoonstellingen zijn gereisd en de grootte en volwassenheid van de oppervlakteverstoring. Hoe vaker de schilderijen zijn gereisd, hoe waarschijnlijker het zal zijn dat de uitsteeksels groter en talrijker zijn."

Walton en zijn team van het Center for Scientific Studies in the Arts onderzoeken hoe snel het proces kan verlopen door de aantasting van metaalzeep in surrogaatschilderijen te veroorzaken. Ze hebben ook tientallen jaren gedetailleerde informatie van het Georgia O'Keeffe Museum, die de verschillende omgevingen documenteert die verschillende stukken hebben ervaren tijdens het reizen en tentoongesteld.

"Nadat we begrijpen in wat voor soort omgevingsomstandigheden ze zijn geweest, wat voor soort relatieve vochtigheid, wat voor temperaturen, of ze in direct zonlicht hebben gestaan, dan kunnen we een bepaalde omgeving voorschrijven met bepaalde voorwaarden waardoor het kunstwerk over een zeer lange periode kan overleven, ' zei Walton.

Deze bevindingen kunnen ook breder worden toegepast dan de meesterwerken van O'Keeffe. Zeepuitsteeksels beschadigen olieverfschilderijen uit alle perioden.

"Als we dit probleem kunnen oplossen, we bewaren ons cultureel erfgoed voor toekomstige generaties, ' zei Walton.

Van sciencefiction tot non-fictie

Cossairt vergelijkt zijn handgereedschap met een Star Trek 'tricorder'. Fans van de show zullen zich herinneren hoe hun favoriete personages het apparaat op zakformaat gebruikten om onbekende gebieden te verkennen, levenloze objecten onderzoeken en ziekten diagnosticeren.

In plaats van de gezondheid van een mens (of alien) te beoordelen, de tool die in het laboratorium van Cossairt is ontwikkeld, kan helpen bij het diagnosticeren van de gezondheid van een schilderij. Het maakt gebruik van het LCD-scherm en de camera die al beschikbaar zijn op smartphones en tablets. Met een simpele golf over het oppervlak van een schilderij, de app verteert snel het precieze werk, 3D oppervlaktestructuur, of metrologie. Het kan vervolgens de kleur van het werk aftrekken om onderzoekers te helpen eventuele afwijkingen in de vorm van het oppervlak te identificeren die niet afkomstig zijn van penseelstreken of canvastextuur.

"Het is als de 'tricorder' van meetinstrumenten, "Zei Cossairt. "Het kan je extreem nauwkeurige metingen geven, maar het is ook iets dat je gewoon uit je zak kunt halen."

De app gebruikt de lichtbron van een mobiel apparaat - de LED-flitser of het LCD-scherm - om het licht van het oppervlak van het schilderij te reflecteren en die reflecties vast te leggen met de camera. Het beeld wordt vervolgens verwerkt door aangepaste algoritmen die in Northwestern zijn ontwikkeld door Aggelos Katsaggelos om informatie over de oppervlaktevorm te extraheren.

"We verzamelen veel data op een efficiënte, succesvolle manier, maar dan moeten de gegevens verwerkt worden, " zei Katsaggelos, de Joseph Cummings hoogleraar elektrotechniek en computerwetenschappen aan McCormick. "De technologie maakt gebruik van machine learning om te onderscheiden of textuur een zeepuitsteeksel is of iets goedaardigs zoals een penseelstreek. voor de uitsteeksels, we extraheren statistieken - de dichtheid, grootte en vorm."

Vergelijk dit draagbare apparaat met het grote, omslachtige apparatuur die momenteel nodig is om de metrologie van een schilderij in kaart te brengen. De primaire techniek, genaamd reflectie transformatie beeldvorming, vereist een grote koepel van meerdere lichtbronnen en een dure opstelling. Weinig musea kunnen investeren in de aanschaf en het onderhoud van dergelijke instrumenten.

"We proberen het veel eenvoudiger te maken, veel goedkoper en gemakkelijker verkrijgbaar om de drempel voor gebruik te verlagen, ' zei Kossairt.

Het onderzoek wordt ondersteund door de National Endowment for the Humanities.