Флуоресцентная спектрометрия красного дракона

Фрагмент керамики из коллекции Северо-Западного университета в Сиане. Справа коготь дракона и карта распределения пигментов в нем, построенная при помощи рентгенофлуоресцентной спектрометрии в условиях синхротронного излучения. Пикселизованная карта показывает относительные концентрации гематита в различных участках рисунка

Китайские исследователи использовали флуоресцентную спектрометрию для детального изучения пигментов, которыми мастера эпохи Мин расписывали свой знаменитый фарфор. Полученные результаты позволили установить, что рисунок наносили в две стадии («Analytical Methods», 2017, doi: 10.1039/c7ay00860k).

Керамика — возможно, самый первый материал, созданный человеком, а такая совершенная разновидность керамики, как фарфор, впервые появилась в Китае в VII веке н. э. Способ изготовления фарфора хранился в секрете, и европейцы сумели изготовить аналогичный материал (мейсенский фарфор) лишь спустя тысячелетие — в 1708 году. Недаром в английском сохранилось слово, обозначающее и фарфор, и Китай (China). Во времена династии Мин (1368—1644) мастера Поднебесной создали новые способы росписи и печи для обжига, так что их изделия, расписанные всевозможными цветами, прославились во всем мире. И сегодня «ваза эпохи Мин» — нарицательное обозначение хрупкой драгоценности, неповторимого шедевра. Так что интерес химиков-аналитиков к этим драгоценностям более чем понятен.

Ранее ученые исследовали сырье, которое было в распоряжении у мастеров эпохи Мин, — пигменты для росписи, компоненты глазури — с помощью рентгеноструктурного анализа, спектроскопии комбинационного рассеяния и флуоресцентной спектроскопии. Руководитель нового исследования Жуй Вэнь из Северо-Западного университета в Сиане вырос в этом же городе, неподалеку от места, где терракотовая армия охраняет покой Циня Шихуанди, первого императора династии Цинь, и это обстоятельство предопределило его интерес к археологии. Вэнь решил использовать химический инструментарий, чтобы разгадать утерянные в веках секреты техники росписи по фарфору. Для исследования выбрали образцы с красными драконами на белом фоне — фарфор с драконами предназначался только для членов императорской семьи, и, конечно, всем хотелось больше узнать о том, как творили придворные мастера.

Для анализа изображений драконов на черепках фарфора Вэнь с коллегами использовал метод рентгенофлуоресцентной спектрометрии в условиях синхротронного излучения (synchrotron radiation micro-X-ray fluorescence spectrometry, SR-µXRF). Узкофокусированный рабочий луч рентгеновского излучения дал возможность построить карту количественного и качественного состава образца, то есть изучить распределение химических элементов на поверхности фарфора с очень высоким разрешением. Карты, описывающие распределение железа и свинца, давали информацию о пигментах, типе глазури и даже манере нанесения мазков. Более высокое содержание железа на контурах по сравнению с внутренними участками говорит о том, что художники медленно и тщательно вырисовывали контур, который затем быстро закрашивали, нанося более тонкий слой пигмента. Такая двустадийная техника позволяла создавать четкие рисунки, которые не расплывались во время обжига. При этом иероглифические надписи выполнялись в одну стадию.

Жуй Вэнь планирует продолжить исследование технологий китайского фарфора, в том числе и других эпох. Особенно интересно, по мнению исследователей, проследить за эволюцией технологии фарфора от династии Тан до династии Цинь.