Utilizzando una tecnica di imaging avanzata e non invasiva, ricercatori in Svizzera e Germania hanno gettato nuova luce su un materiale a base di foglie metalliche ampiamente utilizzato per dorare le sculture nell’Europa medievale. Elaborando una serie di modelli di diffrazione dei raggi X, il team ha prodotto immagini ultra precise della nanostruttura interna del materiale. La loro analisi potrebbe aiutare i conservatori dell’arte medievale a preservare meglio le sculture dal degrado.
La ricerca è stata condotta da un team guidato da Qing Wu al Università di scienze applicate e arti della Svizzera occidentale ed Benjamin Watt all'Istituto Paul Scherrer. Lo studio è stato condotto sulla linea di luce cSAXS presso la Swiss Light Source del PSI.
Nel tardo medioevo, molte sculture e manufatti religiosi erano decorati con zwischgold, un materiale altamente sofisticato costituito da uno strato d'oro ultrasottile supportato da uno strato d'argento più spesso. Questo materiale è molto più resistente e meno costoso della foglia d'oro puro. Tuttavia, a differenza dell'oro puro, zwischgold si corrode. Se esposti all'aria, gli atomi d'argento nello strato di supporto si diffonderanno attraverso lo strato d'oro per reagire con lo zolfo e il cloro, facendo annerire la foglia nel tempo.
Tecniche metallurgiche perdute
Sebbene questo processo possa essere rallentato applicando una vernice sulla scultura, questo strato protettivo si degraderà nel corso dei secoli. Di conseguenza, molte sculture medievali richiedono un attento restauro. La conservazione rappresenta un'ulteriore sfida perché le tecniche metallurgiche avanzate utilizzate per produrre il materiale nanostrutturato sono andate perdute nel tempo.
Nel loro studio, Wu, Watts e colleghi hanno imparato di più sulla nanostruttura unica dello zwischgold utilizzando la tomografia computerizzata a raggi X pticografica (PXCT). Si tratta di una tecnica sviluppata di recente che produce immagini 3D complete di campioni utilizzando la diffusione dei raggi X. Elaborando i modelli di diffrazione, PXCT è in grado di rilevare variazioni su scala nanometrica nell’indice di rifrazione interno di un campione, fornendo alcune delle risoluzioni più elevate di tutte le tecniche di imaging a raggi X.
Risolvere il mistero dell'oro viola dell'Alhambra
Il team ha utilizzato il PXCT per analizzare un piccolo campione prelevato da una scultura del XV secolo di Maria che tiene il bambino Gesù, che è esposta al Museo Nazionale Svizzero di Zurigo. La loro analisi ha mostrato chiaramente l'abilità degli artigiani medievali che hanno prodotto il materiale battendo i due strati delicati l'uno nell'altro con una precisione su scala nanometrica. Il team ha anche esaminato altri esempi di zwischgold, inclusa una rara variante del materiale che comprende strati d'oro multipli ed estremamente sottili.
Lo studio ha rivelato che lo strato d'oro in zwischgold ha uno spessore di circa 30 nm, rispetto alla foglia d'oro, che è tipicamente di 140 nm. Questo illustra il risparmio sui costi dell'utilizzo dell'ibrido oro e argento.
I ricercatori hanno scoperto che nel corso dei secoli, la corrosione fa sì che la foglia di zwischgold diventi meno densa e più porosa. Il team ha anche osservato la separazione degli strati d'oro e d'argento, nonché la separazione dello zwischgold dalla scultura sottostante. Questa nuova comprensione di come zwischgold si degrada nel tempo potrebbe aiutare i restauratori a perfezionare le loro tecniche per restaurare le sculture medievali in modo più efficace, preservandole affinché le generazioni future possano apprezzarle.
La ricerca è descritta in Nanoscale.
