Изучение химического состава древней живописи в инфракрасных лучах.

До сих пор точно неизвестно, какими красками писали античные художники: пользовались ли они воском или расписывали стены домов в технике фрески – без связующего. Искусствоведы спорят об этом около двухсот лет. Химические исследования помпейской живописи, проведённые в конце XIX – начале XX  веков, показали, что в росписи внутренних помещений воска нет, но он есть в красках наружных стен. Однако опыт последнего десятилетия вновь запутал проблему: и во внутренних помещениях были обнаружены краски на воске, а также на растительных клеях – растворах камедей. Восковые краски внешне почти не отличаются от масляных. Но энкаустическая живопись сохраняет цвет, яркость, первоначальную чистоту исполнения в течение нескольких столетий. Исследования показали, что для неё опасны только механические повреждения, так как восковая краска мягкая. Воск – это вещество растительного или животного происхождения. По химической природе он близок к жирам и в основном состоит из сложных эфиров высших жирных кислот и высших спиртов.

Археологи передали нам фрагменты росписей I века до нашей эры из раскопок Пантикапея – города, находившегося на месте современной Керчи. Это были толстые куски штукатурки с красной или жёлтой раскраской. Поверхность их оказалась ровной и блестящей, но был ли обусловлен этот блеск воском?

Счищенную краску проэкстрагировали хлороформом (пигменты в нём не растворялись, в древние времена пользовались минеральными пигментами). Растворённое вещество исследовали и с помощью инфракрасной спектроскопии. Спектр поглощения вещества, если нём отсутствуют существенные примеси, очень специфичен, его трудно спутать с другим и легко сопоставить с известными. Спектр вещества оказался знакомым: это был спектр пчелиного воска. Для сравнения проэкстрагировали кусочек краски византийской иконы VI века «Сергий и Вакх», написанной восковыми красками. Спектры оказались очень похожими. Единственное отличие между ними – присутствие в спектре византийской живописи дополнительной полосы поглощения, которая характерна для солей жирных кислот. Это значит, что для иконы применяли воск, проваренный с морской водой и содой (так называемый пунический), а для стенной живописи – просто воск.

Исследовали также росписи, открытые в развалинах среднеазиатских городов. Внешне эта живопись выдержана в традициях буддийского искусства, но о том, как работали художники, ничего не было известно. Начало биохимическому изучению живописи положил ещё в 1927 году профессор И.И. Андреев. Он предположил, что средневековые росписи в Хара-Хото – заброшенном городе, открытом в начале века в пустыне Гоби,- написаны красками, замешанными на яичном желтке. Андреев для доказательства привёл опыт с сывороткой кроликов. Специфические антитела, вырабатывающиеся в организме кроликов, реагировали на присутствие в красках желтка, раствор сильно мутнел (реакция преципитации).

Уже в наши дни американские исследователи М. Джонсон и Э.Паккард воспользовались реакцией преципитации с более совершенными сыворотками, способными выявлять только определённые виды веществ, то есть уточняющими результаты исследований.

Металлы – материал для создания шедевров мирового искусства.

Металлы – химические элементы, образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической химической связью. В основе структуры металлов лежит кристаллическая решётка из положительно заряженных ионов, погруженных в плотный «газ» подвижных электронов. Такое строение и обусловливает важнейшие физические свойства металлов: пластичность, электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, прочность, которые широко используются как в народном хозяйстве, так и в искусстве.

О меди и бронзе.

Смена эпох разных народов, в разных точках земного шара происходила неравномерно, и их хронологические рамки могут быть названы лишь приблизительно.

Историками установлено, что в период Древнего царства в Египте (2960-2270 гг. до н.э.), в эпоху постройки египетских пирамид, ремесленники применяли исключительно медные инструменты (каменный инвентарь делали из гранита и долерита). Некоторые из них отличались поразительной твердостью. Это позволило египтологам предположить, что уже в 3-м тысячелетии до н.э. египтяне владели секретами закаливания меди.

Учёным удалось расшифровать письменные источники периода Нового царства (1550-1090 гг. до н.э.), из которых стало известно, что на важнейшей государственной службе Древнего Египта – строительство гробниц фараон в Дель эль Медине – среди представителей разных профессий были и медники.

В то время не знали о совмещении профессий, например живописец никогда не выполнял работы скульптора. Труд художников оценивался так же, как труд любого ремесленника: эстетическая ценность созданного при этом в расчёт не принималась. Профессиональное разделение осуществлялось не по уровню мастерства или творчества, а по материалу и характеру применяемых инструментов. Труд медника в период Древнего царства был весьма уважаем, хотя и менее престижен, чем работа мастера по золоту или дереву. Однако с течением времени к тяжёлой профессии медника и её обладателям стали относиться с меньшим почтением, а в период Нового царства – и с откровенным презрением. Конкретным проявлением изменившегося положения стал перевод медников в низшее сословие, называемое «люди». Исключённые из ранга мастеров медники подчинялись «хранителям». Роль последних состояла в следующем: для каждого изготовленного медного орудия делалась гиря, точно соответствовавшая его массе. Инструменты со специальным «доверенным» отправлялись на строительство, а гиря сохранялась в особой кладовой. Когда орудие изнашивалось, с помощью гири определяли процент потери меди. Хранитель выдавал меднику недостающее количество металла, и инструмент шёл в перековку. Современным историкам известна даже норма выработки медника: в течение рабочего дня он должен был обработать 3 кг металла. Орудия, прошедшие многократную перековку и отслужившие несколько сроков, хранились в строжайшем порядке с пометкой «старая медь».

Таким образом, во 2-м тысячелетии до н.э. медники занимались в основном переплавкой и перековкой инструментов из меди, которая благодаря механической обработке приобретала высокую твёрдость «близкую к … некоторым сортам стали». Это даёт основание заключить, что древнеегипетские химики обладали знаниями, которые были бы небезынтересны сегодняшним учёным. Поистине история Египта – одна из самых таинственных страниц развития мировой цивилизации.

Медь шла не только на изготовление инструментов. Египетское войско того времени было вооружено копьями с наконечниками из меди. Из неё же делались ювелирные изделия.

Исследователи полагают, что в Древнем Египте в период Нового царства в ходу было более 10 тыс. тонн меди, что соответствует годовому объёму добычи металла в 1800 году во всём мире.

Распространение в передовых культурных центрах металлургии бронзы началось с конца 4-го тысячелетия до н.э. – в Китае и Европе. В Америке бронзовый век охватывает период с VI по X вв. н.э. Здесь ведущие металлургические центры располагались на территории современных Перу и Боливии.

Наряду с изготовлением орудий труда и изделий культового назначения уже в глубокой древности из бронзы начали отливать скульптуру. Первая бронзовая скульптура появилась в 3-м тысячелетии до н.э. в Месопотамии, затем литейным искусством овладели в Египте и Китае. Для получения металлической отливки специальную форму изнутри покрывали слоем воска и заполняли глиной. Затем расплав бронзы вытапливал воск, занимая его место.

В V-IV вв. до н.э. в Греции появилась сохранившаяся до сих пор техника отливки с «потерей восковой формы». Согласно этому способу окончательная моделировка статуи ведётся по воску. Который затем покрывается огнеупорным материалом. Бронзовое изображение получается идеально точным, но можно получить лишь одну отливку, ведь восковая модель утрачивается безвозвратно.

Этот классический способ создания литой скульптуры заслуживает того, чтобы познакомиться с ним поближе. Поэтому обратимся к классикам и воспользуемся описанием порядка работ, оставленных нам Джорджо Вазари (1511-1574 гг.) – флорентийским искусствоведом, живописцем и архитектором, автором «Жизнеописаний наиболее известных живописцев, ваятелей и зодчих»: «Хорошие мастера, намереваясь отлить из металла большие фигуры, вначале обычно делают статую из глины такой же величины, какую хотят отлить из металла, и доводят её в глине до того совершенства, какого только могут достигнуть». Затем по частям делается гипсовая форма. Из полученных полых кусков собирают модель. Смесь мягкой глины, навоза и пакли накручивают на железный прут, получая мягкую сердцевину, которую тщательно обжигают для удаления влаги. По гипсовой форме отливают модель из жёлтого воска. Куски восковой модели монтируют на обожженной глиняной сердцевине, тщательно их подгоняют и соединяют, неровности воска сглаживают, удаляют натеки. Всю фигуру покрывают мокрой золой, замешивают тонкую смесь глины с паклей и навозом и из неё поверх воска делают тончайшую оболочку. Когда первый слой высохнет, покрывают снова и снова, «пока не нарастёт корка толщиной с полпяди». Далее тщательно скрепляют железный каркас сердцевины с глиняной оболочкой, и все обжигают до полного удаления воска. Чтобы убедиться в том, что ничего не осталось, даже взвешивали. «И следует знать, что в удалении этого воска и состоит мастерство и сноровка художника!» Затем форму зарывают близ горна, где будет плавится бронза. По итальянскому обычаю, для статуй брали сплав, состоящий из двух третей меди и одной трети латуни.

Именно этим методом были отлиты статуи великих древнегреческих скульпторов IV-V вв. до н.э. Мирона, Лисиппа, Поликлета и других, а много позже им пользовались европейские, в том числе российские мастера. Появление же его в древнегреческом искусстве неслучайно: творения скульпторов особенно ценились в Элладе. Греки любили скульптуру и украшали ей свои города. В Родосе – столице небольшого острова – насчитывалось более 30 статуй из бронзы и мрамора. Не меньшее число скульптур было в Афинах, «… а больше того в Олимпии и Дельфах, и без числа – в Коринфе, и все они были прекраснейшими и ценности необычайной».

В России литьё достигло весьма высокого уровня развития в XVI столетии. В 1586 году русский литейщик Андрей Чохов отлил знаменитую Царь-пушку, а в XVII веке наступил подлинный расцвет колокольного дела. В 1655 году пушечным и колокольным мастером Александром Григорьевым был отлит большой успенский колокол – «редкость, превосходящая силы человеческие». К русским мастерам обращались и иностранные заказчики: колокол Вестминстерского аббатства в Лондоне был изготовлен в России.

О секретах свойства бронз, обеспечивающих «малиновый звон», написано немало. Известно, что в лучших колокольных бронзах содержится от 5 до 25 % олова (при избытке последнего сплав становится слишком хрупким) и не более 1% свинца и мышьяка. При плавлении кусков бронзы происходит окисление олова до оловянной кислоты за счёт кислорода воздуха. Для восстановления олова добавляют фосфор. Содержание в сплаве до 2% последнего повышает прочность без снижения пластичности и вязкости. Избыток фосфора делает бронзу хрупкой.

Особые акустические свойства бронзы связывают и содержанием в его структуре твёрдого интерметаллида Cu Sn . к числу акустически вредных примесей исследователи относят алюминий, мышьяк. Магний, висмут, цинк, железо, серу.

Одной из вершин русского литейного искусства явилось создание скульптором Э.-М. Фальконе статуи Петра I, впоследствии получившей название «Медный всадник». Сложность работы состояла в огромных размерах фигуры, её очень сложной конфигурации, а также в том, что толщина статуи в передней части меньше, чем в задней, поскольку скульптура имеет всего три точки опоры.

Отливка была произведена 24 августа 1774 года. Из-за трещины в литейной форме возник пожар. Струя металла подожгла мусор на полу в мастерской. Дело спас возглавивший работы мастер Емельян Михайлович Хайлов. Однако верхняя часть фигуры была испорчена. Для новых подготовительных работ потребовалось время, и недостающая часть статуи была выполнена лишь в июле 1777 года. В следующем году работа была завершена, и статую водрузили на железные Пирроны, закреплённые в гранит на глубину одного метра.

XX век подарил человечеству бронзовые скульптуры П. Трубецкого, А. Майоля, О. Родена…

Позолота.

Кубическая гранецентрированная кристаллическая решётка золота обусловливает его исключительную тягучесть и пластичность: из этого металла можно изготовить проволоку в тысячу раз более тонкую, чем человеческий волос. Два километра такой проволоки веся всего 1 г!

Золотобойное искусство очень древнее. Ещё 5000 лет назад мастера умели изготавливать из драгоценного металла тончайшие пластинки. До нашего времени дошли египетские папирусы и предметы, украшенные позолотой толщиной 6 мкм.

Согласно Плинию Старшему, древнеримские мастера из 1 унции золота (23,3 г) могли получить 750 квадратных листиков шириной в 4 пальца. Расчёты показывают, что толщина этих листков была меньше 4мкм.

В Киевской Руси X-XI вв. для позолоты куполов и шпилей пользовались фольгой, толщина которой составляла 0,1 мкм.

Дж. Вазари так оценил успехи золотобойного искусства: «Поистине открытием прекраснейшим изобретением хитроумнейшим оказался способ ковки из золота листочков… тонких. Однако не меньшей изобретательности требовал способ накладывать золото на гипс, чтобы покрытое им дерево или другой материал казался сплошной массой».

Помимо золочения с помощью фольги исстари применялся и так называемый огневой способ, о котором заслуженно писали следующее: «… едва ли есть другое искусство более опасное для жизни и здравия людей, как золочение меди и бронзы…». Дело в том, что в данном случае медные листы покрывались тонким слоем раствора золота в ртути (амальгамы), а затем их прогревали на жаровнях с раскалёнными углями. Ртуть испарялась, а золото осаждалось на поверхности листа тончайшей плёнкой всего в 3-3,5 мкм. С помощью амальгамы были позолочены купола Успенского собора московского Кремля, купол (самый большой золочёный купол в Европе) и кресты Исаакиевского собор, шпиль Адмиралтейства в Санкт-Петербурге. Из-за вредности огневое золочение не применяется уже более ста лет, и для позолоты используют либо легко разлагающиеся при нагревании соединения золота (например, «жидкое золото» – сложное органическое соединение, приготавливаемое с помощью тетрахлораурата калия KAuCl ), либо фольгу. Толщина фольги очень мала: для отделки фрагментов интерьеров – 3 мкм; для наружных работ (при золочении статуй, дворцовых решёток, шпилей, куполов) – 7 мкм.

Позолотой украшали не только статуи и купола. Золото широко применяли в русской иконописи, где оно являлось символом божественной энергии, божественного света. Русские изографы владели разными приёмами золочения.

Расскажем об одном из них. Заранее готовили особый клей: очищенные головки чеснока или отстои пива до полугода томились в глиняных горшках в горячей печи до получения клейкой золотистой массы, которую при употреблении разводили до такой вязкости, чтобы ею можно было чертить тонкие линии. Выполняя золочение, соответствующее место будущего изображения прокрашивали очень тонко размолотым мелом, а сверху – раствором клея. Затем кусочком смятого мякиша хлеба брали маленькие кусочки тончайшей пластинки золота и прикладывали к покрытой клеем поверхности. Далее золото полировали волчьим или коровьим зубом.

Примерно также в наше время поступают палехские художники, перенёсшие в создании лаковых миниатюр многие приёмы древнерусской иконописи.

Немного о старинной профессии златокузнеца. Из европейских мастерских златокузнецов выходили великолепные ювелирные изделия. Во многих странах золотых дел мастера были весьма влиятельными людьми. Английский король Эдуард III особой хартией, подписанной в 1327 году, дал им ряд привилегий. Однако это далеко не всегда сулило богатство. Например, известный в Нюрнберге златокузнец Альбрехт Дюрер (отец великого художника), как и многие его коллеги, до конца жизни не смог выкупить каменный дом, в котором долгие годы жила его семья и располагалась мастерская.

Средневековые мастера виртуозно владели приёмами обработки драгоценных металлов. Вот, например, как изготовляли золотой кубок.

Золото для будущего кубка или пластины плавили в графитовом тигле под слоем угольного порошка. Расплав переливали в чугунную форму будущего изделия, смазанную внутри домашним салом. Мастерская при этом, разумеется, наполнялась страшным чадом! Для получения нужного цвета сплава в золото добавляли металл: медь – для получения тёплого, красноватого оттенка, серебро – для зеленоватого, железо – для холодно-синего цвета. По остывании металла драгоценную заготовку вынимали из формы. Отдельные отлитые части сложных изделий припаивали друг к другу. После пайки вещь оказывалась почерневшей, покрытой неровными потеками. Для их удаления проводили травление – проваривание изделия в сосуде со слабым раствором серной кислоты. Затем вещь полировали смесью порошков дорогой привозной пемзы, особой «английской» земли и пахучего льняного масла. После чего следовала окончательная отделка щётками и наждаком.