大 学 化 学
Univ. Chem. 2021, 36 (10), 2011018 (1 of 8)
收稿：2020-10-22；录用：2021-01-04；网络发表：2021-01-20
*通讯作者，Email:**********************
基金资助：国家一流专业建设项目；国家级大学生创新创业训练计划项目(S202010697115S)；西北大学课程思政建设专项
•科普• doi: 10.3866/PKU.DXHX202011018 www.dxhx.pku.edu 梵高画作褪的秘密 鲁欣月1，何璐2，赵军龙1,*
1西北大学化学与材料科学学院，化学国家级实验教学示范中心，西安 710127
2西北大学文化遗产学院，西安 710127
摘要：彩大师梵高的画作深受人们喜爱，但是随着时间的流逝，画作出现了褪的情况。经研究发现，褪与颜料发生的化学反应有关。本文分析了梵高著名画作所用颜料的化学成分，并运用化学原理揭示画作褪的秘密，同时，颜料化学的研究也可为油画保护提供更合理的策略。
关键词：文森特·梵高；颜料；褪；文化遗产
中图分类号：G64；O6
The Fading’s Secret in Van Gogh Painting: Chemistry in Pigment Xinyue Lu 1, Lu He 2, Junlong Zhao 1,*
1 National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education, College of Chemistry & Materials Science, Northwest University, Xi’an 710127, China.
2 School of Cultural Heritage, Northwest University, Xi’an 710127, China.
Abstract: Vincent Van Gogh is considered today as the greatest Dutch painter and loved by many people. Unfortunately, his paintings suffered degradation problems. This paper introduces the pigments used in Van Gogh’s paintings and reveals the fading’s secret based on chemical principles, the research of pigment chemistry also can help to choose the best strategy for the proper conservati
on of art masterpieces.
Key Words: Vincent van Gogh; Pigment; Fading; Cultural heritage
他一生孤独，不被认可，生前沉寂无名，逝后名声鹊起。他曾说：我们都一样孤独，内心也一样的骄傲、热情，就像普罗旺斯阿尔勒的向日葵。生前，梵高以明亮而强烈的彩去描述他对自己蓬勃向上人生的追求；逝后，画作上的颜逐渐流逝，原来的明亮也渐渐黯淡。
在油画中，彩的运用是作者情感的一种表达，彩传达出的强烈信息对人的情绪产生很大的影响，彩大师梵高通过颜向人们传达他内心的偏执与疯狂，对世俗的认知与态度。但是随着画作颜的变化，让人很难解读到作者最初想要向我们传达的情感，难以通过画作观察作者的内心世界。那么，为什么画作中有的颜会随着时间的流逝而褪？那些消失的颜究竟去了哪里？我们又该如何从时间的飞逝中争夺这份彩？让我们跟随化学大师们一起去揭开颜料中的秘密。
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1 梵高向日葵中黯淡的黄
黄明亮而鲜艳，作为一种具有希望的彩，深受梵高的喜爱。然而梵高的“向日葵”(图1)在近几年却出现了明显的褪，在梵高所使用的黄颜料中主要有铬黄和镉黄，虽然两种颜料名称发音相同且均
为黄，但二者在化学成分上却有很大差异。
图
1 梵高的“向日葵”
1.1 铬黄
美国1820年对铬的开发，推动了铬黄颜料的生产，由于铬黄覆盖能力强，不透明且干燥快，因而被画家们广泛使用，但是后期科学研究发现铬黄会变暗。
铬黄颜料的主要成分是铬酸铅PbCrO4(图2)，为了增加颜料的光泽感，让作品的颜更明亮一些，铬黄颜料中还常常掺入其他物质，如白的硫酸铅PbSO4 (图3)，但也正因为铬黄与铅白调配，造成了画作变暗。
图2 铬酸铅图3 硫酸铅
在颜料中的铬酸铅存在着光还原的过程，当六价铬存在于化合物中时，往往显示出橙黄，而三价铬存在于化合物中则显示出深绿。当铬酸铅中混有硫酸铅时，光照下，硫酸铅吸收紫外光并为橙黄六价铬还原为绿三价铬提供能量，于是鲜艳明亮的向日葵，在硫酸铅的推波助澜下，神不知鬼不觉地渐渐“枯萎”了(图4) [1–3]。
图4 褪前后“向日葵”对比
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1.2 镉黄
镉黄的主要成分是CdS，是一种稀有的天然形成的六方晶型的硫化镉矿物，磨碎后可作为颜料的原料，它彩鲜艳，并且与铬黄相比具有很好的耐光性，被19–20世纪的画家大量使用，但是在一定条件下，也会出现变暗的情况。
在“蓝花瓶中的花朵”(图5)中，一些镉黄变为灰，后被证实这是由于空气中含有氧气和微量水分，CdS经历复杂的光氧化过程形成的CdSO4。
图5 梵高的“蓝花瓶中的花朵”
但研究人员在对这些灰蚀变壳层进行研究时还发现了CdC2O4和PbSO4，一开始人们百思不解，后来才知道原来是一位保护人员注意到这副作品的颜料开始剥落，便涂了一层清漆来保护它，清漆中的草酸盐和铅离子与降解后的CdSO4继续发生化学反应，生成CdC2O4和PbSO4[4]。
2 梵高画中褪去的红
红颜料具有鲜艳的泽，明亮而有诱惑力的颜使艺术家们很难拒绝，但是红最致命缺点就是易褪。梵高的调盘中常用的红颜料有胭脂红、曙红以及红铅，那么这三种红有什么不同呢？
2.1 胭脂红
胭脂红(图6)是梵高早期进行油画创作时常使用的，它是从一种名为胭脂虫的体内提取，再经后期处理得到的。胭脂红分子中因含有偶氮结构而得以显，但偶氮结构在光照、水和氧的存在下，会发生一系列的反应，最终导致分子中的偶氮结构断裂，造成颜料褪。
N
N SO3
OH
SO3
3
S
Al3+
图6 胭脂红以及胭脂红的分子结构
2.2 曙红
曙红颜料是1873年通过荧光素完全溴化得到的一种合成颜料(图7)，彩大师梵高也紧随潮流使用起了最新的颜料，他用这种颜料创作了许多令人称赞的画作，但其中一幅画作也引起了一场“玫
瑰之战”。
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O Br Br
OH
Br
Br HO O O
图7 曙红分子结构调盘
当人们都在称赞梵高花瓶中的“白玫瑰”(图8)非常纯洁时，科学家提出这些花曾经也接受过红的点缀，很多人表示无法接受这一事实，然而，曙红结构中独有的溴元素为此场议论发声了。
图8 “玫瑰花”褪前后对比图
大多数颜料中都是不含溴元素的，而这种颜料中的溴元素为科学家的说法提供了证据。由于在光催化下，曙红与空气中氧气作用导致分子中的发基团氧蒽结构断裂，生结构被破坏，造成了颜料褪。但是曙红颜料的结构被破坏，其中的溴元素却不会消失，据此相关研究人员通过对梵高画作的整体及局部颜料进行分析，发现的确有溴元素存在，表明我们现在所看到的颜是褪后形成的[5–8]。
2.3 红铅
听到红铅这个名字，猜测一下此颜料中应该含有铅元素，我们知道铅元素作为一种对人体有毒害的物质，使用时一定要谨慎。但是梵高却对含铅颜料有炽热的爱，由于长期使用这种含铅原料，梵高一度出现精神问题，神志不清时也会吞颜料。那么，红铅到底是什么呢？
红铅(Pb 3O 4)是古代最早的人工合成素之一，在光照下，红铅非常容易变白。比利时安特卫普大学的詹森教授团队，从梵高“云空下的干草垛”(图
9)画中取下一个很小的白颗粒，分析了颗粒中所含的各种化学物质。这个球状的白颗粒就像一颗糖，其最外层是人们熟知的水白铅矿(2PbCO 3·Pb(OH)2)和白铅矿(PbCO 3)，红铅位于白颗粒的中心，在两层之间最靠近铅丹的一层，该研究团队还发现了一种非常奇特的羟碳铅矿(3PbCO 3·Pb(OH)
2·PbO)，这是此前从未在二十世纪中期前的油画中发现过的。当铅丹暴露在光照中时，会逐渐被转换成羟碳铅矿，然后羟碳铅矿与二氧化碳反应生成水白铅矿和白铅矿，逐渐导致红褪去[9]。 . All Rights Reserved.
图9 梵高的“云朵下的干草垛”
3 梵高画中神秘的紫
梵高笔下这副“蓝”的“鸢尾花”仿佛带点淡淡的忧郁，正当人们沉浸在这份忧郁之中时，和那副引发争议的“玫瑰花”一样，化学家们宣布目前我们看到的蓝也是画作褪后形成的(图10)。
图10 梵高的“鸢尾花”
这幅画的花瓣是彩大师运用钴蓝、锌白和曙红调制出来的，相比于前两种颜料，曙红在光的作用下
非常不稳定，很容易进行分解，在未分解的时候，这幅“鸢尾花”还是紫的，但是随着曙红的颜逐渐淡化，蓝逐渐凸显，就变成我们眼前所看到的这种蓝了。
我们在接连被告知画作褪后，内心可能五味杂陈，但其实梵高本人也曾意识到这些合成颜料的弊端，他曾在给弟弟提奥的信里写到：“绘画像花朵凋谢一样地褪了。”或许梵高也知道随着时间推移，花儿会变成今天我们看到的这样，但作为彩大师的他或许不会想到他和时间大师的配合竟会这般默契，今天呈现在我们眼前的蓝“鸢尾花”调仍然和谐美丽。
4 梵高笔下真正的蓝
看了褪后形成的蓝，我们也不禁对跨越百年真正存在的蓝感到好奇，蓝代表着冷静和沉稳，作为一种神秘而特殊的存在，对于艺术家来说是灵感之源。在梵高创作出大量以蓝为主调的画作中，最著名的还要属梵高的“星空三部曲”(图11)。
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