仔细观察博物馆中的印象派绘画与50年前拍摄的照片，您可能会发现一些奇怪的事情：有些正在失去明亮的黄色色调。

以爱德华·蒙克的名画《呐喊》中戏剧性的日落为例。天空的部分曾经是鲜艳的橙黄色，现在已经褪成灰白色。

同样，亨利·马蒂斯在他的画作《生活的乐趣》中，在斜倚的裸体之间刷过一些阳光黄色，现在更像是单调的米色。

这一时期的其他几幅画也面临着类似的问题。这些艺术家使用的亮黄色颜料是由硫化镉化合物制成的。这种颜料受到19世纪末和20世纪初许多欧洲艺术家的喜爱。克劳德·莫奈、文森特·梵高和巴勃罗·毕加索都用它来画画。

“很多画家都非常喜欢这种颜料，”获得博士学位的周悦说。在杜克大学化学教授沃伦·沃伦的实验室里。

但几十年过去了，许多艺术家和艺术保护者意识到他们遇到了一个问题：他们的镉黄色笔触看起来不再像以前那样充满活力。

随着时间的推移，艺术品会暴露在光线、湿气、灰尘和其他自然元素的影响下，从而使颜料容易褪色和变色。

在一项新的研究中，杜克大学的研究人员表明，他们开发的激光显微镜技术可以提供一种早期检测手段，甚至可以在肉眼可见之前识别颜色变化的第一个微小迹象。该工作发表在《物理学杂志：光子学》上。

一个世纪前马蒂斯和梵高等印象派画家青睐的亮黄色颜料正在失去光泽。有一天，凭借杜克大学研究人员开发的成像技术，艺术保护人员能够在肉眼可见之前检测到颜料腐烂的第一个微小迹象，并采取早期措施使颜色持久。图片来源：杜克大学

有几种技术可以研究绘画中使用了哪些颜料以及它们的分解程度。但它们通常需要用手术刀刮掉一小块油漆来分析其成分。周说，这种方法可能会损坏工件并限制了研究区域。

“这有点像手术，”她补充道。

输入泵浦探针显微镜。它可以窥视油漆层并检测标志着颜料开始腐烂的化学变化，而无需获取原始艺术品的横截面。

该技术使用无害的可见光或近红外光的超快脉冲，持续时间不到万亿分之一秒，并测量它们如何与油漆中的颜料相互作用。所得信号可用作化学指纹来识别存在哪些化合物。

通过将激光束聚焦在样品内的不同位置和深度，研究人员能够创建某些颜料的3D图，并监测小至百分之一毫米的尺度上发生的情况。

在这项新研究中，研究人员使用泵浦探针显微镜来分析经过人工老化过程的镉黄涂料样品。

在杜克大学西校区的一个实验室里，周搅拌了这种著名颜色的样品。她从架子上取下一瓶粉末状硫化镉颜料，将其与亚麻籽油混合，然后刷在显微镜载玻片上晾干。

一些样品被放置在黑暗干燥的环境中，免受潮湿和光的损害。但其余的则被放置在一个特殊的房间中，并暴露在光线和高湿度下——已知这些因素会对不稳定的颜色造成严重破坏。

然后，研究人员使用泵浦探针显微镜对油漆样品进行成像，以在微观尺度上跟踪降解进度。

与对照样品相比，经过时效处理的样品看起来磨损情况更差。在老化室中放置四个星期后，它们已经褪成浅黄色。

但周说，即使在这些变化变得明显之前，泵浦探测数据中就已经出现了明显的衰减迹象。硫化镉信号早在第一周就开始减弱，最终在第四周减少了80%以上。

周说，信号丢失是颜料化学变化的结果。水分会促使黄色的硫化镉转变为白色的硫酸镉，从而产生白色或暗淡的铸件。

资深合著者沃伦和马丁·费舍尔最初开发了这项技术来分析人体组织中的色素，而不是艺术品，以检查皮肤痣是否有癌症迹象。但后来他们意识到同样的方法也可以用于艺术品保护。

有一个警告：虽然该技术以非破坏性的方式发现早期的变化，但保护者无法轻易地在自己的博物馆中重建庞大的激光装置。该团队表示，未来可能会开发出一种更便宜、更便携的版本，可用于研究那些太脆弱或太大而无法在场外运输和分析的画作。

当然，任何已经发生的颜色损失都无法逆转。但有一天，艺术保护者可能会拥有一种新工具来更早地发现这些变化，并在开始阶段采取措施减缓或停止这一过程。

这项研究除了艺术家颜料之外还有潜在的应用。沃伦说，观察百年绘画中镉黄的降解情况可以帮助研究人员更好地了解也容易受到这些元素影响的现代材料，例如太阳能电池中使用的硫化镉。

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