IF: 3.9 | Bruker微束大面积XRF揭秘伦勃朗《夜巡》光影绘制策略

文章题目:Illuminating Rembrandt’s Chiaroscuro in The Night Watch: the painting process of Van Ruytenburch’s costume 

发表期刊: npj Heritage Science (Nature Partner Journals) 

研究单位: 荷兰国立博物馆（Rijksmuseum）Nouchka De Keyser、Katrien Keune 团队，安特卫普大学 Koen Janssens 团队等 

发表时间: 2025年8月18日 

研究技术:微束大面积X射线荧光光谱成像（MA-XRF）、反射成像光谱（RIS）、宏观X射线粉末衍射（MA-XRPD） 

样本类型:伦勃朗油画《夜巡》（Willem van Ruytenburch 中尉服装区域）、颜料截面样品 

DOI: 10.1038/s40494-025-01874-w

【摘要】

       近日，一项关于伦勃朗名作《夜巡》（The Night Watch）的重磅研究成果发表于 Nature Partner Journals (npj) 旗下期刊 Heritage Science（2025, IF: 3.9, JCR Q1）。

       该研究由 荷兰国立博物馆（Rijksmuseum） 的 Nouchka De Keyser 博士与 Katrien Keune 教授领衔，联合 安特卫普大学 AXIS 研究组 的 Koen Janssens 教授团队共同完成。作为“夜巡行动（Operation Night Watch）”的重要成果，研究团队利用 Bruker 微束大面积 X 射线荧光光谱仪M6 Jetstream，在完全无损的前提下，从化学层面解构了伦勃朗绘制“金衣”的工艺。

顶尖团队与核心技术

       对于《夜巡》这样国宝级的巨幅油画，传统的微损取样分析已无法满足研究需求。为此，荷兰国立博物馆保护与科学部 联合 安特卫普大学 等多国顶尖机构，引入了非侵入式成像技术。

       在研究中，De Keyser 博士 的团队选用了 Bruker 开放式微束大面积元素成像光谱仪 M6 JETSTREAM对画作进行了大面积原位扫描。得益于 M6 开放式的架构和卓越的微区灵敏度，研究人员成功在 3.78m x 4.53m 的巨幅画布上，精准捕捉到了 Willem van Ruytenburch 中尉 服装上微米级的颜料分布特征，为这一艺术史谜题提供了确凿的“光谱学证据”。

图1： Willem van Ruytenburch 中尉服装的可见光图像（a）与 Macro XRF元素分布图：铅(b)、锡(c)、砷(d)、铁(e)等。数据由 Rijksmuseum 与 UvA 联合团队通过 Bruker M6 采集与分析 

关键发现 I：砷硫化物(As)的光学拟态

       砷（As）元素面扫描结果显示，伦勃朗在描绘中尉那件著名的黄色皮衣（Buff jerkin）及刺绣细节时，并未单纯依赖铅锡黄（Lead-tin yellow）。

       数据表明，在服装的高光区域，存在高强度的砷信号，且与钴（Co）信号不相关（排除了来自 Smalt 的砷杂质）。光谱学分析证实，这是一种雌黄（Orpiment）与雄黄（Realgar）的混合物。伦勃朗利用砷硫化物独特的选择性反射（Selective reflection）特性，通过暖橙色的光泽，在视觉上完美模拟了金线的金属质感（Gold threads）。

       这一发现通过 M6 Jetstream 的高灵敏度得以验证，直观展示了画家如何通过无机颜料的组合来实现复杂的光学伪装。

图2： Co:As 元素相关性分析（a,b）及砷基颜料在刺绣细节中的分布（c-f），揭示了其作为“金线”拟态的化学基础 。

关键发现 II：钴玻璃（Smalt）的结构性功能

       除呈色功能外，M6 的扫描数据还揭示了伦勃朗对钴玻璃（Smalt）的结构性应用。在铅白（Lead white）构成的厚涂层（Impasto）中，检测到了钴元素与镍、砷的共存信号 。

       这表明 Smalt 被添加到打底层中，并非仅为了其蓝色色相，更是作为一种填充剂（Bulking agent）或催干剂，用于增加颜料的体积感和纹理，从而服务于整体的“明暗法”构建。然而，M6 Jetstream 同时也记录了钾（K）元素的流失与相关降解产物的形成，解释了部分暗部区域目前的褪色与发灰现象 。

结论与技术展望

       本研究展示了 Macro XRF 技术在文化遗产科学中的核心价值：

       无损可视化：无需物理取样即可获得全画幅的元素分布；多尺度表征：既能宏观把控构图修改（Pentimenti），又能微观分析颜料层位；数据溯源：为文物的预防性保护提供了定量的化学依据。

       作为发表于 Nature 体系（IF 3.9 / 光谱学 Q1） 的前沿成果，该案例为国内博物馆与科研机构开展类似的大型文物原位分析提供了重要的方法论参考。

图3： Bruker M6 Jetstream 开放式微束大面积 X 射线荧光光谱仪

参考文献：

De Keyser, N., et al. Illuminating Rembrandt’s Chiaroscuro in The Night Watch: the painting process of Van Ruytenburch’s costume. npj Herit. Sci. 13, 406 (2025). https://doi.org/10.1038/s40494-025-01874-w