IF: 3.9 | Bruker微束大面積XRF揭秘倫勃朗《夜巡》光影繪制策略

文章題目:Illuminating Rembrandt’s Chiaroscuro in The Night Watch: the painting process of Van Ruytenburch’s costume

發(fā)表期刊: npj Heritage Science (Nature Partner Journals)

研究單位: 荷蘭國立博物館（Rijksmuseum）Nouchka De Keyser、Katrien Keune 團隊，安特衛(wèi)普大學(xué) Koen Janssens 團隊等

發(fā)表時間: 2025年8月18日

研究技術(shù):微束大面積X射線熒光光譜成像（MA-XRF）、反射成像光譜（RIS）、宏觀X射線粉末衍射（MA-XRPD）

樣本類型:倫勃朗油畫《夜巡》（Willem van Ruytenburch 中尉服裝區(qū)域）、顏料截面樣品

DOI: 10.1038/s40494-025-01874-w

【摘要】

      近日，一項關(guān)于倫勃朗名作《夜巡》（The Night Watch）的重磅研究成果發(fā)表于 Nature Partner Journals (npj) 旗下期刊 Heritage Science（2025, IF: 3.9, JCR Q1）。

      該研究由 荷蘭國立博物館（Rijksmuseum） 的 Nouchka De Keyser 博士與 Katrien Keune 教授，聯(lián)合 安特衛(wèi)普大學(xué) AXIS 研究組 的 Koen Janssens 教授團隊共同完成。作為“夜巡行動（Operation Night Watch）"的重要成果，研究團隊利用 Bruker 微束大面積 X 射線熒光光譜儀M6 Jetstream，在無損的前提下，從化學(xué)層面解構(gòu)了倫勃朗繪制“金衣"的工藝。

團隊與核心技術(shù)

      對于《夜巡》這樣國寶級的巨幅油畫，傳統(tǒng)的微損取樣分析已無法滿足研究需求。為此，荷蘭國立博物館保護與科學(xué)部 聯(lián)合 安特衛(wèi)普大學(xué) 等多國機構(gòu)，引入了非侵入式成像技術(shù)。

      在研究中，De Keyser 博士 的團隊選用了 Bruker 開放式微束大面積元素成像光譜儀 M6 JETSTREAM對畫作進(jìn)行了大面積原位掃描。得益于 M6 開放式的架構(gòu)和微區(qū)靈敏度，研究人員成功在 3.78m x 4.53m 的巨幅畫布上，精準(zhǔn)捕捉到了 Willem van Ruytenburch 中尉 服裝上微米級的顏料分布特征，為這一藝術(shù)史謎題提供了確鑿的“光譜學(xué)證據(jù)"。

圖1： Willem van Ruytenburch 中尉服裝的可見光圖像（a）與 Macro XRF元素分布圖：鉛(b)、錫(c)、砷(d)、鐵(e)等。數(shù)據(jù)由 Rijksmuseum 與 UvA 聯(lián)合團隊通過 Bruker M6 采集與分析

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn) I：砷硫化物(As)的光學(xué)擬態(tài)

      砷（As）元素面掃描結(jié)果顯示，倫勃朗在描繪中尉那件的黃色皮衣（Buff jerkin）及刺繡細(xì)節(jié)時，并未單純依賴鉛錫黃（Lead-tin yellow）。

      數(shù)據(jù)表明，在服裝的高光區(qū)域，存在高強度的砷信號，且與鈷（Co）信號不相關(guān)（排除了來自 Smalt 的砷雜質(zhì)）。光譜學(xué)分析證實，這是一種雌黃（Orpiment）與雄黃（Realgar）的混合物。倫勃朗利用砷硫化物獨特的選擇性反射（Selective reflection）特性，通過暖橙色的光澤，在視覺上模擬了金線的金屬質(zhì)感（Gold threads）。

      這一發(fā)現(xiàn)通過 M6 Jetstream 的高靈敏度得以驗證，直觀展示了畫家如何通過無機顏料的組合來實現(xiàn)復(fù)雜的光學(xué)效果。

圖2： Co:As 元素相關(guān)性分析（a,b）及砷基顏料在刺繡細(xì)節(jié)中的分布（c-f），揭示了其作為“金線"擬態(tài)的化學(xué)基礎(chǔ) 。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn) II：鈷玻璃（Smalt）的結(jié)構(gòu)性功能

      除呈色功能外，M6 的掃描數(shù)據(jù)還揭示了倫勃朗對鈷玻璃（Smalt）的結(jié)構(gòu)性應(yīng)用。在鉛白（Lead white）構(gòu)成的厚涂層（Impasto）中，檢測到了鈷元素與鎳、砷的共存信號 。

      這表明 Smalt 被添加到打底層中，并非僅為了其藍(lán)色色相，更是作為一種填充劑（Bulking agent）或催干劑，用于增加顏料的體積感和紋理，從而服務(wù)于整體的“明暗法"構(gòu)建。然而，M6 Jetstream 同時也記錄了鉀（K）元素的流失與相關(guān)降解產(chǎn)物的形成，解釋了部分暗部區(qū)域目前的褪色與發(fā)灰現(xiàn)象 。

結(jié)論與技術(shù)展望

      本研究展示了 Macro XRF 技術(shù)在文化遺產(chǎn)科學(xué)中的核心價值：

      無損可視化：無需物理取樣即可獲得全畫幅的元素分布；多尺度表征：既能宏觀把控構(gòu)圖修改（Pentimenti），又能微觀分析顏料層位；數(shù)據(jù)溯源：為文物的預(yù)防性保護提供了定量的化學(xué)依據(jù)。

      作為發(fā)表于 Nature 體系（IF 3.9 / 光譜學(xué) Q1） 的前沿成果，該案例為國內(nèi)博物館與科研機構(gòu)開展類似的大型文物原位分析提供了重要的方法和參考。

圖3： Bruker M6 Jetstream 開放式微束大面積 X 射線熒光光譜儀

參考文獻(xiàn)：

De Keyser, N., et al. Illuminating Rembrandt’s Chiaroscuro in The Night Watch: the painting process of Van Ruytenburch’s costume. npj Herit. Sci. 13, 406 (2025).