Un enfoque combinado para la caracterización vibratoria de pinturas medievales sobre pergamino: espectroscopía Raman portátil y micro-SORS – Vieira – Journal of Raman Spectroscope

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Figura S1. Preparación de los tres tipos de materiales examinados en este estudio: (a) pinturas preparadas a partir de un solo componente pigmentario con la adición de un aglutinante y, en ocasiones, aditivos para modificar su tono o mejorar sus propiedades físicas y químicas; b) pinturas obtenidas como mezclas de dos o más colores; y (c) pinturas resultantes de la superposición de diversos pigmentos o mezclas de pigmentos para producir un tono de color específico. En la parte inferior, ejemplos de los tres tipos de materiales enumerados anteriormente tal como se encuentran en el Cancionero de Ajuda.

Tabla S1. Detalles sobre mezclas y maquetas de pinturas en capas en términos de descripción y preparación. Las pinturas puras, aplicadas solas así como sobre la capa superior de sistemas multicapa, se prepararon como mezclas de 0,3 g de pigmento con goma arábiga (16:84%, p:p). La única excepción fue la madera de Brasil, que se extraía con clara de huevo y se aplicaba tal cual.

Tabla S2. Bandas Raman detectadas para las réplicas de pinturas puras utilizando espectrómetros de mesa y portátiles, con asignación de los modos de vibración correspondientes. Las bandas se indican con diferentes colores de la siguiente manera: bandas detectadas por el equipo de mesa alrededor o por debajo de 200 cm-1 (gris); bandas detectadas por los tres instrumentos (negro); bandas detectadas únicamente por un sistema (rojo); bandas detectadas por el espectrómetro de mesa y uno de los instrumentos portátiles (naranja); y bandas detectadas por ambos sistemas portátiles (verde).

Tabla S3. Bandas Raman detectadas para las réplicas de pinturas puras utilizando espectrómetros de mesa y portátiles, con asignación de los modos de vibración correspondientes. Las bandas se indican con diferentes colores de la siguiente manera: bandas detectadas por el equipo de mesa alrededor o por debajo de 200 cm-1 (gris); bandas detectadas por los tres instrumentos (negro); bandas detectadas únicamente por un sistema (rojo); bandas detectadas por el espectrómetro de mesa y uno de los instrumentos portátiles (naranja); y bandas detectadas por ambos sistemas portátiles (verde).

Tabla S4. Detalles sobre la composición exacta de la mezcla y las pinturas en capas para lograr los tonos de color que se encuentran más comúnmente en los manuscritos iluminados medievales, a saber, rosa, violeta, azul y verde. En la tabla también se incluyen imágenes que ilustran los colores resultantes obtenidos para las maquetas.

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Figura S1. Espectros Raman de (a) bermellón y (b) mínimo adquiridos con los espectrómetros micro-Raman (verde), Bravo Raman (azul) y Mira DS Raman (negro). Para el bermellón, todas las bandas identificadas generalmente coinciden entre los tres sistemas. Por lo menos, el equipo micro-Raman detectó dos bandas a 121 y 151 cm-1, no visibles en los espectros recopilados con los instrumentos portátiles debido a sus límites de rango espectral. El espectrómetro Mira DS Raman, debido a su peor resolución en la región inferior del rango espectral, produjo una banda de 238 cm −1 que se desplaza hacia números de onda más altos en comparación con los datos de otros instrumentos.

Figura S2. Espectros Raman de (a) oropimente y (b) oro mosaico adquiridos con los espectrómetros micro-Raman (verde), Bravo Raman (azul) y Mira DS Raman (negro). Para el oropimente, el equipo micro-Raman detectó varias bandas entre 100 y 200 cm-1, no visibles en los espectros recopilados con los instrumentos portátiles debido a sus límites de rango espectral. Gracias a su mayor resolución espectral, el sistema micro-Raman permitió diferenciar bandas de 354 y 367 cm-1, que aparecen como una banda más amplia de 356 cm-1 en los datos recopilados con los espectrómetros portátiles. Sin embargo, los espectrómetros portátiles detectan un conjunto de bandas entre 450 y 700 cm-1 que son útiles al analizar mezclas. Para el oro mosaico, todas las bandas identificadas generalmente coinciden entre los tres sistemas, con la excepción de la banda de 204 cm−1, que no se detecta cuando se utiliza el equipo Mira DS Raman.

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Figura S3. Espectros Raman de (a) índigo y (b) azul ultramar sintético adquiridos con los espectrómetros micro-Raman (verde), Bravo Raman (azul) y Mira DS Raman (negro). Para el índigo, se encuentran los mismos problemas discutidos anteriormente en relación con el rango espectral y la resolución limitados. Para el azul ultramar sintético, todas las bandas identificadas generalmente coinciden entre los tres sistemas, con la excepción de la banda de 368 cm-1, que no se detecta cuando se utiliza el equipo Mira DS Raman.

Figura S4. Espectros Raman de negro de carbón adquiridos con los espectrómetros micro-Raman (verde), Bravo Raman (azul) y Mira DS Raman (negro). Con el equipo micro-Raman no fue posible obtener un espectro legible con el láser de 785 nm, por lo que el espectro presentado se adquirió con excitación de 633 nm. Aunque las bandas no están tan resueltas como con el sistema micro-Raman, ambos espectrómetros portátiles pueden producir un espectro reconocible de negro de carbón. En el caso del espectrómetro Bravo, la identificación de éste y de todos los pigmentos caracterizados por bandas anchas debe basarse en espectros no tratados.

Figura S5. Espectros Raman de azul ultramar natural (negro) y sintético (gris) adquiridos con el espectrómetro Raman portátil Mira DS. Para el pigmento natural, las bandas de fluorescencia adicionales de diópsido se detectan por encima de 1100 cm-1, junto con la señal principal de lazurita Raman a 546-547 cm-1.

Figura S6. Espectros Raman adquiridos con el espectrómetro Bravo Raman, con resta de fluorescencia (azul) y sin resta de fluorescencia (gris). Para (a) se presenta la mezcla de ultramar y blanco de plomo con la aplicación de negro de carbón como capa superior. Si se aplica la sustracción de la fluorescencia, las bandas de negro de carbón desaparecen. Lo mismo se verifica para la pintura en (b) que consiste en la aplicación de azurita sobre malaquita, con la resta de la fluorescencia desaparece la única banda que identificaba la malaquita. Las principales bandas detectadas están asignadas al ultramar sintético (▼), blanco de plomo (●), negro de humo (Δ) y malaquita (□).

Figura S7. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores violeta: (a) mezcla de índigo y palo de Brasil y (b) capa de índigo sobre palo de Brasil. Se puede comprobar que la presencia de palo de Brasil en las mezclas contribuye a la deformación de la línea base debido a su fluorescencia intrínseca, mientras que si el análisis se realiza sólo sobre la capa de índigo la señal del espectro es mejor.

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Figura S8. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores violeta: (a) mezcla de blanco de plomo, azurita y palo de Brasil, (b) capa de palo de Brasil sobre una mezcla de azurita y blanco de plomo y (c) capa de palo de Brasil sobre una capa de azurita aplicada sobre una capa base de blanco de plomo, como se ejemplifica en el esquema estratigráfico presentado a la derecha. Como se verifica para los colores anteriores, la presencia de palo de Brasil en las mezclas afecta mucho la línea base, mientras que cuando se aplica como capa más superficial no tiene el mismo efecto, permitiendo adquirir mejores espectros donde es posible identificar azurita y plomo. blanco con claridad. Las principales bandas detectadas se asignan a la azurita (o) y al blanco de plomo (●).

Figura S9. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores azules: (a) mezcla de índigo y blanco de plomo y (b) capa de índigo sobre blanco de plomo. Se observa que cuando se mezcla, las bandas blancas de plomo son más intensas en comparación con las pinturas en capas, como se esperaba. Las principales bandas detectadas se asignan al índigo (♦ – dos bandas más fuertes; ♦ – bandas medias y débiles) y al blanco plomo (●).

Figura S10. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores azules: (a) mezcla de ultramar sintético y blanco de plomo, (b) capa de índigo sobre la mezcla de ultramar sintético y blanco de plomo, y (c) capa de negro de carbón sobre la misma mezcla. La estratigrafía de b y c se presenta en la parte inferior derecha de la figura. Es posible identificar tanto los colorantes en la mezcla como en la pintura con la aplicación de una capa de negro de carbón. Sin embargo, cuando se aplica índigo como capa superior, la identificación del ultramar sintético es más dudosa. Esto sucede porque el índigo también tiene una banda a 545 cm-1, superpuesta con la banda de lazurita del ultramar sintético. En presencia de ultramar natural, debido a la presencia de otras bandas características de este material (como se comenta en el artículo) la identificación es más fiable. Las principales bandas detectadas se asignan a ultramar sintético (▼), blanco de plomo (●), índigo (♦ – dos bandas más fuertes; ♦ – bandas medias y débiles) y negro de humo (Δ).

Figura S11. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores azules: (a) una mezcla de azurita y ultramar sintético y (b) una capa de índigo aplicada sobre ultramar sintético. Para la primera mezcla, se encuentra un problema similar al discutido anteriormente: la única banda identificable de azurita a 1097 cm-1 coincide con una de las bandas de lazurita de color ultramarino. En la pintura en capas, debido a su baja cantidad, no se detectó índigo. Se observa que el espectrómetro Mira DS Raman tiene más dificultades para identificar la banda a 1094–7 cm-1, en comparación con el espectrómetro Bravo Raman. Las principales bandas detectadas están asignadas al ultramar sintético (▼) y azurita (o).

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Figura S12. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Raman portátiles Mira DS (negro) y Bravo (azul) de (a) una mezcla de azurita y blanco de plomo, y (b) una capa de azurita aplicada sobre una capa de malaquita. Si bien el instrumento Bravo proporciona una identificación clara de todos los componentes de ambas pinturas, el sistema Mira DS no puede detectar la malaquita cuando este pigmento se encuentra en una capa subyacente. Las bandas asignadas al blanco de plomo, azurita y malaquita están marcadas en los espectros con ●, ○ y □, respectivamente.

Figura S13. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores verdes: (a) mezcla de oropimente e índigo y (b) capa de índigo aplicada sobre oropimento. En la mezcla, la señal del índigo sigue siendo detectable, aunque en cantidades inferiores en comparación con el oropimente. Cuando se aplica como capa sobre oropimente, debido a su posición superficial, su señal se vuelve más fuerte. Las principales bandas detectadas se asignan al oropimente (■) y al índigo (♦ – dos bandas más fuertes; ♦ – bandas medias y débiles).

Figura S14. Espectros Raman adquiridos con los espectrómetros Mira DS Raman (negro) y Bravo Raman (azul) de colores verdes: (a) una mezcla de oropimento, índigo y ultramar sintético, y (b) capa de índigo sobre una mezcla de oropimento y sintético ultramarino. En ambas pinturas, la banda coincidente de ultramar sintético e índigo a 546 cm-1 hace que la identificación de la primera no sea confiable. Como se ha comentado anteriormente, en presencia de ultramar natural, la identificación es más sencilla. Las principales bandas detectadas se asignan al oropimente (■), índigo (♦ – dos bandas más fuertes; ♦ – bandas medias y débiles) y ultramar sintético (▼).

Figura S15. Espectros Micro-SORS adquiridos con la variante puntual de (a) una mezcla de bermellón y blanco de plomo y (b) una capa de bermellón aplicada sobre una mezcla de bermellón y blanco de plomo. Los espectros se normalizan a la banda de 1052 cm-1 de blanco de plomo y se adquieren con un desplazamiento de 0 (negro), un desplazamiento de 30 μm (azul) y un desplazamiento de 60 μm (rojo).

Figura S16. Espectros Micro-SORS adquiridos con la variante puntual de índigo sobre azul ultramar. El espectro está normalizado a la banda de 545 cm-1 de azul ultramar.

Figura S17. Espectros Micro-SORS adquiridos con la variante desenfocada de negro de humo sobre una mezcla de azul ultramar y blanco plomo. El espectro está normalizado a la banda de 1350 cm-1 de negro de carbón.

2024-01-10 06:09:14
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