Onderzoekers passen nieuwe meettechnieken toe om barsten in oude schilderijen te begrijpen

Om meer te weten te komen over het ontstaan van scheurtjes in verflagen, hebben onderzoekers van Het Rijksmuseum gebruik gemaakt van een nieuwe meetmethode gebaseerd op technieken uit de biomedische en natuurwetenschappen, in samenwerking met onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam. Met de resultaten beoogt het multidisciplinaire team onder meer bij te kunnen dragen aan de ontwikkeling van restauratie- en conserveringstechnieken.

Als je van dichtbij kijkt, zie je ze op bijna alle oude schilderijen: vele piepkleine barstjes in de verf. Soms nauwelijks zichtbaar, soms is de craquelé prominent aanwezig. Als er te veel barsten ontstaan, kan een schilderij voorgoed verloren gaan.

Samenwerking resulteert in nieuwe meettechniek
Om meer te weten te komen over het ontstaan van de craquelé, en voor het beter begrijpen van het gedrag van verschillende bindmiddelen, toevoegingen en pigmenten waar verflagen uit bestaan, hebben onderzoekers van het Rijksmuseum de samenwerking gezocht met de onderzoeksgroep van Davide Iannuzzi van de Vrije Universiteit Amsterdam. Samen ontwikkelden ze een nieuwe meettechniek, gebaseerd op nano-indentatie uit het biomedisch onderzoek. De resultaten van hun pilotonderzoek, uitgevoerd op een zeventiende-eeuws schilderij van Jan Baptiste Weenix, verscheen onlangs in Scientific Reports.

Interne spanning
“Een schilderij bestaat uit diverse lagen; denk aan het doek, de grondlaag, de verf en het vernis”, legt Mathilde Tiennot uit, postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Conservation & Science van het Rijksmuseum. ‘Deze lagen hebben verschillende eigenschappen, daardoor ontstaan er interne spanningen tussen de lagen. Na het drogen kunnen bijvoorbeeld twee lagen die op elkaar liggen, een verschillende elasticiteit hebben. Dat geeft spanning, bijvoorbeeld onder invloed van temperatuur of bewegingen van het doek.’

Hoe werkt het
De meettechniek werkt als volgt: een microscopisch veer van een millimeter lang heeft aan het uiteinde een minuscuul bolletje van glas. Bij een meting wordt dat bolletje op de verflaag geduwd. Daarbij meet het apparaat tegelijk de doorbuiging van het de veer én de kracht die wordt uitgeoefend. De verhouding tussen die twee geeft aan hoe stijf of flexibel het materiaal op die plek is.

Van huid naar verf
Twee jaar geleden kwam Erma Hermens, hoogleraar aan de UvA en senior onderzoeker technische kunstgeschiedenis bij het Rijksmuseum, op het idee om Davide Iannuzzi en zijn onderzoeksgroep aan de VU te benaderen. ‘Ik worstelde met de vraag hoe je de eigenschappen van de verschillende lagen van een schilderij kunt meten, zonder de schilderijen te beschadigen. Na wat onderzoek heb ik contact opgenomen met Davide  Iannuzzi die een meetinstrument had ontwikkeld om de mechanische eigenschappen van zachte weefsels te kunnen bepalen, zoals hersenweefsel en huid. Kon diezelfde techniek niet ook op schilderijen worden toegepast? Ondanks talloze uitdagingen die voor ons lagen, besloten we een pilotexperiment uit te voeren.”

Draagbaar meetapparaat
Het multidisciplinaire team paste de methode toe op verfmonsters van een 17e-eeuwsschilderij van Jan Baptiste Weenix in de collectie van het Rijksmuseum, dat veel craquelé vertoonde. Ook zijn de onderzoekers inmiddels bezig om de methode toe te passen in andere projecten waarbij mechanische verfeigenschappen worden geanalyseerd, bijvoorbeeld om historische verfrecepten waarin glas is toegevoegd beter te begrijpen, of het gedrag van moderne verfsoorten. ‘De nieuwe meettechniek is nog wel volop in ontwikkeling, het meten van de spanning is een eerste stap’, zegt Hermens. Het team van Iannuzzi werkt momenteel aan een draagbaar meetapparaat voor nano-indentatie op verschillende materialen. Hermens: ‘Het idee is dat je het apparaat mee kunt nemen naar een museum om objecten te kunnen testen ter plaatse.’