Химия в искусстве

Леонардо да Винчи. Тайная вечеря. Темпера, 1495–1498.
Церковь Санта-Мария-делле-Грацие, Милан, Италия

В химии под системой принято понимать изолированную часть пространства, заполненную веществом или совокупностью вещества. Любую систему, в которой одно вещество является раздробленным и распределенным в виде более или менее мелких частиц внутри другого вещества, называют дисперсной системой (от лат. диспергире — «рассеивать»). Раздробленное вещество называют дисперсной фазой системы. Она может быть представлена как одним, так и несколькими веществами. То вещество, в котором распределена дисперсная фаза, называют дисперсионной средой.

Дисперсионные системы обычно классифицируют по степени раздробленности частиц дисперсной фазы и стабильности состояния системы: истинные растворы, в которых размер частиц вещества сопоставим с размером молекул или ионов (около 0,1 нм); коллоидные растворы (тонкодисперсные системы, размер частиц 1–100 нм) и грубодисперсные системы. Последние — неустойчивые гетерогенные системы, в которых размер частиц составляет 100–10 000 нм.

Истинными растворами называют однородные (гомогенные) системы переменного состава, состоящие из двух и более компонентов. Общим признаком всех (твердых, жидких, газообразных) растворов является их однородность.

Коллоидные растворы занимают промежуточные положение между устойчивыми истинными растворами и неустойчивыми гетерогенными грубодисперсными системами. Частицы коллоидного раствора могут состоять из агрегатов молекул или представляют собой макромолекулы полимеров. Естественно, коллоидные растворы отличаются от истинных растворов по свойствам.

Существует классификация дисперсных систем, основанная на таком признаке, как агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды. Системы, представляющие собой диспергированные в газообразной среде жидкости и твердые вещества, называют аэрозолями (туман, облака, дым). Газ, диспергированный в жидкости, образует пену, в твердом веществе — гель (седые волосы, пемза, пеностекло). Жидкости, диспергированные в твердых веществах, также образуют гели (жемчуг, желе), а твердые вещества, диспергированные в жидкостях, — это суспензии. Системы, образуемые жидкими компонентами, называют эмульсиями. В их жидкой дисперсионной среде распределены коллоидные частицы другой жидкости.

Термин темпера используют для обозначения особого вида красок и техники живописи, в которой используют эти краски. Как в других техниках живописи, для приготовления темперных красок применяют практически все обычные пигменты. В основе процесса получения темперного связующего обязательно лежит операция смешивания, что объясняет происхождение названия данной техники живописи от латинского слова темпераре — «смешивать». Темпера сложилась и развивалась параллельно с мозаикой, фреской и византийской эмалевой миниатюрой.

Главной особенностью темперных красок, разумеется, является характер связующего. Для темперы всех видов оно представляет собой эмульсию. В зависимости от состава связующего различают разные виды темперы: яичную — связующее готовят взбалтыванием желтка и белка куриного яйца с раствором уксуса; яично-масляную — к яичной эмульсии добавляют специально обработанное растительное масло; яично-лаковую; казеиново-масляную; гуммиарабиковую; поливинилацетатную.

Готовые темперные краски разводят водой, однако после высыхания они утрачивают растворимость.

Разнообразие видов темперы имеет историческое обоснование. Работая над усовершенствованием приемов и используемых материалов, художники постоянно экспериментировали с составами. Это вполне естественно: живописца волновал не химический состав красок, а художественный результат, дополнительные возможности для выражения своего замысла. Немаловажным фактором являлись стоимость и доступность различных материалов. Впрочем, любой серьезный живописец старался соблюдать правило химической совместимости художественных материалов, ведь от этого зависела долговечность живописи.

Темперная живопись развивалась на протяжении многих сотен лет, и представленный ряд эмульсий отражает химическую сторону ее эволюции: от использования исключительно природных материалов — к синтетическим, каким является поливинилацетат.

Поливинилацетат (ПВА) — твердое, бесцветное, нетоксичное вещество с молекулярной массой 10–1 600 тыс. единиц. Он растворим во многих органических соединениях, но не растворяется в воде, бензине, минеральных маслах. ПВА устойчив к действию света, гидролизуется растворами кислот и щелочей с образованием поливинилового спирта, обладает выраженной способностью к адгезии по отношению к различным материалам. ПВА широко применяют для изготовления современных эмульсионных красок — не только художественных (темперных), но и для внутренней и наружной отделки зданий. Из него изготовляют клеи для древесины, бумаги, тканей и кожи, а также лаки и пластмассы. ПВА широко используют в современной рестав­рации.

Калугина И.Ю.