油画的化学原理

本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。

哪些化学特性赋予油画明亮的光泽和深邃的暗部？

它们为什么会开裂？

使用的是哪种油？

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在新鲜的蒲公英沙拉上使用油画媒介安全吗？

作为一名拥有17年经验的油画家，我曾在一家美术用品店工作，并且尤其不是化学家，我会尽力解释。小心地滑，并记住在将清洁布放入金属垃圾桶之前将其浸泡在水中。它们会自燃，您知道的。

颜料的定义介绍

所有美术颜料都具有一些使其与染料不同的特性。颜料本质上是粘性透明介质中结合的颜料颗粒，而染料或可溶于液体。因此，油画颜料是油中结合的颜料，丙烯颜料是丙烯聚合物介质中结合的颜料，水彩颜料是水溶性介质（称为阿拉伯树胶）中结合的颜料。因此，织物染料和织物颜料不是同一回事。

如今，颜料管中可能含有其他助剂，这些助剂可以减慢或加快干燥速度，赋予质感，或帮助顽固的颜料与介质结合。（廉价颜料通常含有过多的粘合剂，随着时间的推移会导致变色 - 请查看艺术家乔纳森·林顿在他的博客“理论与实践”上的这篇文章，了解一些经验测试。）但从根本上讲，所有颜料都是颜料+介质。

简短的历史课

在西方艺术史中，油画相对较快地取代了壁画和蛋彩画的流行地位。“弗莱马勒大师”有时被认为是开始将油画用于美术目的的实践者，尽管通常错误地将功劳归于范·艾克兄弟。事实上，工匠和艺术家此前已经使用油一段时间了。¹

油画的优越品质使人们很容易理解为什么它会取代其他媒介。壁画，例如米开朗基罗的西斯廷教堂天花板，本质上是石膏中结合的颜料。你必须为一个区域的“一次性”或“一遍”混合足够量的正确颜色，并估计在你眼前干燥之前可以用它实现多少细节。因此，像创造亚当中上帝长袍或亚当皮肤的色调和阴影的微妙融合，必须在多个色块中估算，每个色块的颜料都在应用前混合。这是一项艰巨的任务。另一方面，油画可能要几周才能完全干燥：你可以玩弄它，纠正其色调，甚至从画布上擦除错误，并在一个区域重新开始。混合变得可以进行实验。

油的种类

即使在文艺复兴时期，当油画首次激发艺术家们全身心投入作为一种媒介时，也尝试了多种油作为颜料的载体。它们的性质各不相同。

• 亚麻籽油 - 由亚麻制成，亚麻籽油因其柔韧性和抗裂性而最受欢迎。然而，它确实有随着年龄增长而变黄的强烈趋势。

• 核桃油、罂粟油和红花油 - 这些稀薄、清澈如水的油不太可能变黄，但更容易开裂。

具有这些不同的特性，它们在实际绘画中是如何发挥作用的呢？嗯，一位忍者神龟时代的大师说对了：对拉斐尔的蒙德十字架（1502-3）的分析表明，背景、人物和绿色长袍是用亚麻籽油绘制的，而蓝天是用核桃油绘制的。² 这样，由于主题的原因，人物和背景的泛黄是可以接受的权衡，但蓝色天空被认为最好是开裂和鲜艳的蓝色，而不是泛黄和光滑的。绘画在下方

观察颜料“干燥”

水彩和丙烯颜料以水作为其介质的一部分 - 它们通过蒸发干燥。但油画颜料不是。它们通过所谓的催干性质干燥。也就是说，它们从空气中吸收氧气。这具有无描述性的定义：

（化学/元素与化合物）添加到液体中以促进干燥的物质：用于油漆和某些药物

本质上，油具有来自空气的自氧化速率，它们吸收氧气并硬化。我经常将此描述为将果冻放入封闭的容器中，并向其中添加大量菠萝块：油是果冻，空气是菠萝 - 你只能向封闭的碗中添加这么多，它就会停止晃动。也许我的这个类比不太正确。但现在我想吃果冻了。

随着油的硬化，会出现一个有趣的问题：氧气通过颜料表面被吸收，这意味着如果颜料很厚，您会看到颜料膜上的“干燥”速率与应用于画布的第一层不同。表面可能已经变硬，而下面的油仍然像美味的柠檬果冻一样柔软。（警告：作为美术用品加工的油未被批准供人类食用。）

肥盖瘦

油画的主要吸引力之一是罩染。通过在相对透明的油介质中添加少量颜料，您可以非常微妙地为图像着色。这称为罩染。大多数文艺复兴时期的老大师（想想忍者神龟及其伙伴 - 阿尔特米西娅·真蒂莱斯基而不是艾普丽尔·奥尼尔）使用带色底色，然后在顶部叠加几层薄薄的彩色罩染层，以创建令人惊讶的逼真人物和场景。颜料膜的半透明性允许呈现复杂的肤色范围。但随后我们遇到了上层油性罩染层在下层（第一层）之前干燥的问题 - 这就是裂纹的来源。

好的，另一个类比：想象一下顶部（最新）的油层在拉伸，因为它

干燥硬化，并拉伸到最大限度。它的表面正在膨胀，因为它正在吸收氧气（而不是蒸发水分）。现在，氧气最终开始到达下层。它也拉伸并膨胀到最大限度。但是上面的层已经干燥了，当下面的层拉动它时，它怎么能再膨胀呢！？ >裂纹<

就像平底锅上的大饼干。将一块未煮熟的饼干滑到一块煮熟的饼干下面，一块更大的饼干，然后拉伸并加热面团：当底部的饼干干燥并膨胀其表面时，它会使它现在在其表面拉伸的较小饼干开裂。>裂纹< 吧唧吧唧。

为了解决这个问题，画家们制定了“肥盖瘦”规则。在每一层罩染层中，都向该层添加更多的油画颜料。（颜料少，油多。）这样，油性（肥）顶层开始吸收氧气的速率将比隐藏的下层，油性较少（瘦）的层慢，并且希望它们将同时被氧气饱和并硬化。

这也导致了其他的技巧和技术。如果在早期的罩染层中使用过少的油，它可能会覆盖掉您想要通过所有薄而透明的罩染层展示的底层绘画或绘画。它也可能使颜料太糊状和浓稠，这对于精细细节来说是不可行的。因此，在早期、较低的罩染层中，有时会添加松节油等溶剂。它们可以稀释颜料，分散颜料颗粒，然后快速蒸发，留下剩余的油，这些油将被另一层含有少量松节油和更多油的松节油+颜料+油层覆盖。等等。

为了回答上面关于蒲公英沙拉的问题，油本身是无害的（尽管未加工成食品安全）。桌子上一个打开的红花油容器对呼吸造成的危害不会比桌子上用于面包的特级初榨橄榄油、香醋和少量辣椒片更大。您尤其需要警惕的是溶剂。即使是一些无味的溶剂也含有有害蒸气，尽管现在可以购买无毒替代品。如果有人有电子邮件请求，我很乐意推荐一些我尝试过的（这不是电视购物广告）。

颜料的守护圣徒

在文艺复兴时期的意大利，画家的守护圣徒是圣路加 - 他也是医生的守护圣徒。画家没有自己的行会，他们与医生属于同一个行会。为什么？除了圣徒本身的传说之外，实际原因是画家和医生都经常光顾药剂师以获取药品和艺术成分。

油性罩染中的颜料为艺术家增加了另一种属性和挑战，大约在150年前，艺术家们必须手工混合每批颜料。颜料颗粒并非都具有相同的大小，并且并非都以相同的速率分散在油介质中。这意味着某些颜色会含有更多的油，而另一些颜色会含有更少的油。是的，您看到了：遵循“肥盖瘦”规则的罩染层最好以特定的顺序应用，以减少硬化时产生的裂纹。

举个例子，假设您正在画一朵红玫瑰，带有所有细微的阴影和高光。为了在罩染层中获得理想的效果，您可能需要按以下顺序应用罩染层：锰蓝、镉红、喹吖啶酮红、茜素深红。在大多数情况下，这对现代油画家来说无关紧要，但即使在今天，它仍然可能产生影响。大多数真正的茜素深红的含油量将是铅基白色的两倍。³

光线的反射

所有这些复杂的罩染有什么意义？仅仅是为了混合颜色吗？不仅仅是 - 它们为绘画增添了光彩。您看，当光线进入硬化的油画颜料膜时，它会穿过几层不同的主要由透明颜料组成的层。有时，在反射回表面之前，它会从一种彩色颜料上反射回来，然后向下反射到下层，然后再反射出来。有时它会在单独的罩染层的边界上反射，然后再反射出来与您的眼睛相遇。这就是赋予油画光泽和深邃黑色的原因。光线在复杂的多层及其彩色颜料中的舞动行为。

新油画

将这段小小的后记视为另一天开始另一场对话的开端。

油画为艺术家提供了必要的工具来创作图像，这些图像由于其较长的干燥时间而易于纠正，并且由于其图层而看起来会发光。作为一名油画家，这些都是非常珍贵的品质。在过去的几年里，我们看到了另一种技术，它也珍视易于纠正和发光的这些相同品质。数字绘画在ArtRage（用于创建上面的简单图像）、Photoshop、Corel Painter和共享软件Gimp等程序的推动下，其受欢迎程度呈爆炸式增长。Ctrl-z是新的溶剂，像素是新的发光颜色。我不认为这是一个巧合。“弗莱马勒大师”或扬·凡·艾克这样的先驱者会如何利用当前的技术呢？

如果他们像我一样，他们会想要尝试新工具的便捷性，但仍然会将手指伸入粘稠的颜料中，闻到油的淡淡气味，并玩弄他们的颜料。

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我希望您喜欢我在《大众科学》博客网络上为化学日所做的贡献！

我不是化学家 - 我可能会犯错。欢迎在评论中提出您自己的更正和建议。

参考书目

1. 艺术史，第四版。H.W. 詹森，由安东尼·F. 詹森修订和扩充，1991年哈里·艾布拉姆斯公司，第425-426页。（链接指向较新版本）

2. 艺术家手册。雷·史密斯，2000年阿尔弗雷德·A·克诺夫出版社，第180页

3. 艺术家手册。雷·史密斯，2000年阿尔弗雷德·A·克诺夫出版社，第182页