CURSO DE CONSERVACIÓN DEL PATRIMONIO II

Transcripción

1 Análisis por espectroscopía a vibracional intensificada por superficies metálicas nanoestructuradas de pigmentos orgánicos empleados Z. Jurasekova Marie Curie Early Stage Research Training Fellowship (Contract MEST-CT ) zuzanaj@iem.cfmac.csic.es J.V. García-Ramos, C. Domingo, S. Sánchez-Cortes Instituto de Estructura de la Materia. CSIC. C/ Serrano 121, Madrid. Marie Curie Research Training La contribución de la espectroscopía a en el Patrimonio Comprender los procesos de degradación n en objetos artísticos (encontrar y elegir métodos m adecuados para estudio, restauración n y conservación n de los mismos textiles, cuadros, cerámicas, etc.) Hay dos modos analíticos complementarios empleados comúnmente en el estudio de colorantes y pigmentos orgánicos usados en el Patrimonio: Investigación de los objetos artísticos reales Investigación de los sistemas modelos simplificados preparados en laboratorio Pigmentos inorgánicos/orgánicos Técnicas del estudio bjetivos 1

2 Porqué la espectroscopía vibracional (Raman/SERS)? RAA (IV International Conference on the Application of Raman spectroscopy in Art and Archaelogy) special issues of JRS (2004, 2006); 26th Meeting of Dyes in History and Archaeology New strategies for natural dyestuffs analysis in art objects (paintings or dyed textiles); bibliografía espectroscopía vibracional (Raman/SERS) en el Patrimonio últimos 10/5 años. Porqué los flavonoides? Antraquinones M a de la Vega Cañamares Arribas Espectroscopía Raman sobre superficies metálicas nanoestructuradas (SERS) aplicada al estudio de pigmentos del Patrimonio Histórico Artístico bjetivos El objetivo fundamental ptimizar la aplicación de la espectroscopía vibracional (intensificada por superficies metálicas) para análisis in situ de los pigmentos orgánicos empleados en sistemas reales en pinturas, textiles o cerámicas. Los objetivos particulares Caracterización por espectroscopía vibracional (Raman/SERS) de distintos pigmentos orgánicos. Emplear y analizar soportes SERS diferentes para el estudio tanto de los pigmentos como los compuestos aglutinantes. Desarrollo de un método de análisis in situ de los pigmentos (sistemas del laboratorio sistemas reales). bjetivos 2

3 Flavonoides A C Abundancia! Aplicaciones en el campo del Patrimonio B son compuestos polifenólicos naturales y sintéticos con peso molecular bajo; se encuentran en fruta y hortaliza; en té, vino tinto, cerveza; en otros productos; están categorizados (flavonols, flavones, flavanones, isoflavones, catechins, anthacyanidins, chalcones, ) poseen de muchas propiedades/efectos biológicos y bioquímicos; se han empleado como colorantes y pigmentos en textiles y pinturas desde la antiguedad. Introducción - bjetos del estudio H Quercetina (QUC) 7 A ' B 4 ' Band II Band I Apigenina (APG) H Kaempferol (KPF) H Absorción (a.u.) Taxifolina (TAX) H Luteolina (LUT) Catequina (CAT) H H Longitud de onda /nm Introducción - bjetos del estudio 3

4 Fluorescencia Espectroscopía a vibracional Introducción - Técnicas del estudio Introducción 4

5 SERS Incident radiation (laser) Scattered radiation (detector) ν 0 ν sc Ag, Au, Cu La técnica SERS:» produce quenching de la fluorescencia;» intensifica el efecto de la dispersión Raman (débil);» necesita sólo poca muestra;» tratamiento de la muestra mínimo/no necesario. Nanopartículas de Ag depositadas sobre un soporte de vidrio Wavelength [nm] Introducción - Técnicas del estudio Crecimiento de las nanopartículas obtenidas por fotoreducción, en dirección paralela (a) y perpendicular (b) a la superficie de vidrio. Esquema de la preparación de nanopartículas de plata in situ. 7µm Introducción 5

6 Caracterización vibracional sólido (1064nm) / SERS-AgC (785nm) QUC LUT TAX KPF APG CAT QUC Ge/Ag/10-4 M SEIRA IR (KBR) -4 M sólido FT-Raman sólido FT-Raman 20mg/mL en Eth FT-Raman M en DMS FT-Raman 20mg/mL en 0.5M Na FT-Raman M, AgC Técnicas complementarias (Raman e IR) distintas reglas de selección distintos modos vibracionales in-activos 6

7 - bibliografia + cálculos teóricos M QUC M LUT 1064nm 785nm 633nm 514nm vibracional en el Patrimonio diferentes Histórico longitudes y Cultural de onda y soportes Estudio vibracional 7

8 AgH, 1064nm AgH, 514nm 10-3 M 10-4 M Intenisdad SERS 10-5 M 10-6 M 10-7 M M Estudio vibracional diferentes concentraciones 3,9 4,5 Intensidad Raman/SERS [a.u.] 5 5,8 6,1 9,5 10,5 en Eth sólido en 0,5M Na 11, vibracional en el Patrimonio diferentes Histórico valores y Cultural de ph Estudio vibracional

9 7µm Fotoreducción: 10-2 M AgN 3, 514nm Intensidad SERS 7x10 3 6x10 3 5x10 3 4x10 3 3x10 3 2x Tiempo de irradiación /min Espectro a Espectro b Intensidad Raman (a) (b) Substrato Capa de Alizarina Ag Nanopartícula (c) Conclusiones 9

10 Muchas gracias por vuestra atención Red Temática del Patrimonio Histórico y Cultural (CSIC); Ministerio de Educación y Ciencia (project number FIS ); Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) (PIF MADIARP). Preguntas? 10