与50年前拍摄的印象派画作相比，仔细观察博物馆中的印象派画作，你可能会注意到一些奇怪的事情：有些正在失去明亮的黄色色调。
以爱德华·蒙奇(Edward Munch)的名画《呐喊》(the Scream)中戏剧性的日落为例。天空中曾经是鲜艳的橙黄色的部分已经褪色为米白色。
同样，亨利·马蒂斯(Henri Matisse)在其画作《生活的乐趣》(the Joy of Life)中斜倚的裸体之间刷过的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油漆是由化学化合物硫化镉制成的。这种颜料深受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·毕加索都用它来拉票。
在杜克大学化学教授沃伦·沃伦的实验室获得博士学位的周说：“很多画家真的很喜欢这种颜料。”。
但随着几十年的过去，许多艺术家和艺术保护人员意识到他们有一个问题：他们的镉黄色笔触看起来不像以前那样充满活力。
随着时间的推移，艺术品暴露在光线、湿气、灰尘和其他自然元素中，这些元素会使颜料容易褪色。
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，甚至在眼睛看到颜色变化的最初微小迹象之前就可以识别出来。
有几种技术可以研究绘画中使用了哪些颜料以及它们分解了多少。但它们通常需要用手术刀刮下一小块油漆来分析其成分。周说，这种方法可能会损坏工件，并限制研究的范围。
“这有点像手术，”她补充道。
进入泵探针显微镜。它可以窥视油漆层，检测标志着颜料开始腐烂的化学变化，而无需拍摄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。所得到的信号可以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本内的不同位置和深度，研究人员能够创建某些颜料的3D地图，并在小到百分之一毫米的范围内监测发生的情况。
在4月26日发表在《物理学杂志：光子学》上的这项新研究中，研究人员使用泵探针显微镜分析了经过人工老化过程的镉黄色油漆样品。
在杜克大学西校区的一个实验室里，周搅拌着这种著名颜色的样本。她从货架上取下一瓶粉状硫化镉颜料，将其与亚麻籽油混合，然后在显微镜载玻片上刷干。
一些样品被放置在黑暗干燥的环境中，免受湿气和光线的损害。但其余的被放在一个特殊的房间里，暴露在光线和高湿度下，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过程。
与对照样品相比，经过老化处理的样品看起来磨损更严重。在老化室中放置四周后，它们已经褪色为较浅的黄色。
但周说，即使在这些变化变得明显之前，泵探头的数据中就已经有了明显的衰变迹象。
硫化镉信号早在第一周就开始减弱，最终在第四周下降了80%以上。
周说，信号丢失是色素化学变化的结果。水分会促使黄色的硫化镉转化为白色的硫酸镉，从而形成白色或暗淡的铸件。
资深合著者沃伦(Warren)和马丁·菲舍尔(Martin Fischer)最初开发了分析人体组织中色素的技术，而不是艺术品，以检测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保护。
需要注意的是：虽然这项技术以无损的方式发现了早期的变化，但保护人员无法在自己的博物馆中轻松地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，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是无法逆转的。但总有一天，艺术保护人可能会有一个新的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。
这项研究具有超越艺术家颜料的潜在应用。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现代材料也容易受到这些元素的影响，比如太阳能电池中使用的硫化镉。
这项研究得到了国家科学基金会和陈-扎克伯格倡议的资助。
