Многие художники и реставраторы поняли, что со временем некоторые краски могут тускнеть, особенно это заметно на красках, сделанных на основе сульфида кадмия, дающих ярко-желтый пигмент краски. На полотнах художников конца 19-ого — начала 20 столетия, которые любили кадмиевые краски, наблюдается выцветание этого пигмента. Там, где когда-то преобладали ярко-желтые и ярко-оранжевые цвета, сейчас наблюдаются серо-бежевые оттенки.
Реставраторам, для того чтобы понять, какие пигменты были использованы в картине и насколько сильно они расщепились, необходимо соскоблить небольшие кусочки краски с полотна скальпелем и затем проанализировать их состав. Этот метод, к сожалению, повреждает произведение искусства и не дает информацию в целом о картине, так как не все компоненты распадаются с одинаковой скоростью.
Исследователи из Университета Дьюка предложили использовать лазерное сканирование для исследования картин. Впервые данный метод был разработан для анализа пигментных пятен на коже человека на наличие раковых клеток. Но потом исследователи поняли, что этот же метод можно использовать для сохранения произведений искусства.
Для исследования картин лазерные импульсы видимого и инфракрасного света фокусируются в разных частях картины. Таким образом, исследователи за несколько минут могут получить информацию о химическом составе пигментов в интересующих местах на картине и обнаружить на ранней стадии распад пигмента, пока этот процесс не станет заметен глазу.
Для того чтобы проверить свою теорию на практике, ученые создали масляные краски на основе сульфида кадмия с использованием исторических методов синтеза и краски из коммерчески доступных (Sigma Aldrich) пигментов. Затем краски выдерживались при различных уровнях влажности и освещенности. Состаренные и контрольные образы подвергались лазерному сканированию на всем этапе эксперимента в течение нескольких недель.
Результаты эксперимента подтвердили, что лазерное сканирование может зафиксировать на ранних этапах деградацию пигмента еще до того, как станет заметно расщепление краски в макроскопическом масштабе.
К сожалению, несмотря на успешность эксперимента, применение лазерного сканирования в музеях пока невозможно. Лазерная установка слишком громоздка и сложна в использовании. Ученые надеются, что в будущем им удастся создать более дешевую портативную версию устройства для изучения картин, которые невозможно транспортировать.