Alcuni ricercatori della Nottingham Trent University's School of Science and Technology hanno collaborato con la National Galelry di Londra per mettere a punto uno strumento capace di catturare i dettagli della superficie di opere d'arte in maniera non invasiva.
Il loro setup presentato con un articolo dal titolo "Ultra-high resolution Fourier domain optical coherence tomography for old master paintings" sulla rivista Optics Express, permetterà a conservatori e scienziati conservatori di conoscere in profondità dipinti e manufatti, la tecnica di esecutiva dell'artista e la loro composizione originale e cosa eventualmente è stato applicato sopra di esso negli anni.
Spesso studiando gli strati di un dipinto si necessita di prelevare un piccolo campione da analizzare al microscopio. La tecnica fornisce una sezione trasversale degli strati della pittura, che possono essere esaminati per ottenere informazioni dettagliate sulla loro composizione chimica.
Recentemente i ricercatori hanno cominciato a usare tecniche di imaging non invasive per studiare dipinti e altri manufatti storici. Ad esempio, la Tomografia a Coerenza Ottica (OCT) è stata originariamente sviluppata per l'imaging medico, ma nel tempo è stata applicata anche alla conservazione dell'arte poiché si basa sull'utilizzo di un fascio di luce per eseguire la scansione del dipinto senza necessità di prelevare campioni fisici. La tecnica OCT permette ai ricercatori di analizzare l'opera in maniera più estesa. Tuttavia, la risoluzione spaziale dei setup commercialmente disponibili non è sufficientemente elevata per mappare pienamente i sottili strati di pitture e vernici.
I ricercatori della Nottingham Trent University hanno quindi migliorato la tecnica. "Stiamo cercando di vedere quanto lontano possiamo andare con tecniche non invasive. Volevamo raggiungere il tipo di risoluzione raggiunto dalle tecniche distruttive", ha spiegato Haida Liang, che ha guidato il progetto.
Nella tecnica OCT viene diviso un fascio di luce: metà è diretto verso il campione, e l'altra metà è inviato ad uno specchio di riferimento. La luce viene diffusa da entrambe le superfici. Misurando il segnale combinato, che confronta efficacemente la luce riflessa dal campione rispetto al riferimento, lo strumento può determinare la distanza di penetrazione della luce nel campione. Ripetendo questa procedura molte volte su una superficie, i ricercatori possono costruire una mappa in sezione trasversale del dipinto.
Liang e i suoi colleghi hanno usato una sorgente di luce laser a banda larga che consente la raccolta di dati più precisi.
Insieme con alcune altre modifiche, questo permette di acquisire dati del dipinto a una risoluzione maggiore. La tecnica è stata sperimentata su una tarda copia del 16° secolo di un dipinto di Raffaello, conservato presso la National Gallery di Londra, sul quale sono state eseguite analisi con ulteriori tecniche di imaging invasivo tradizionali.
"Siamo in grado di eguagliare, non solo la risoluzione, ma anche di vedere alcune strutture degli strati con un contrasto migliore. Questo perché la OCT è particolarmente sensibile alle variazioni di indice di rifrazione", ha aggiunto Liang. In alcuni punti, il setup ad ultra-alta risoluzione identifica strati di vernice che erano quasi indistinguibili l'uno dall'altro sotto il microscopio.
I ricercatori hanno in programma di mettere a disposizione la strumentazione ad altre istituzioni culturali. La tecnica, infatti, potrebbe essere utile per analizzare manoscritti storici, che non possono essere campionati fisicamente nello stesso modo dei dipinti.
In un articolo pubblicato di recente in parallelo su Optics Express, i ricercatori hanno migliorato anche la profondità che il loro apparecchio scansionare in un dipinto. I due risultati sono un po'in disaccordo: utilizzando una sorgente di luce di lunghezza d'onda più lunga potrebbe aumentare la profondità di penetrazione, ma la luce di lunghezza d'onda più corta (come quello usato nella loro configurazione attuale) fornisce la migliore risoluzione.
"La prossima sfida è forse di essere in grado di farlo in un unico strumento, oltre che per estrarre informazioni chimiche da diversi strati,", ha detto Liang.
Fonte: OSA -The Optical Society