IF: 3.9 | Bruker微束大麵積XRF揭秘倫勃朗《夜巡》光影繪製策略

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

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

研究單位: 荷蘭國立博物館（Rijksmuseum）Nouchka De Keyser、Katrien Keune 團隊，安特衛普大學 Koen Janssens 團隊等

發表時間: 2025年8月18日

研究技術:微束大麵積X射線熒光光譜成像（MA-XRF）、反射成像光譜（RIS）、宏觀X射線粉末衍射（MA-XRPD）

樣本類型:倫勃朗油畫《夜巡》（Willem van Ruytenburch 中尉服裝區域）、顏料截麵樣品

DOI: 10.1038/s40494-025-01874-w

【摘要】

近日，一項關於倫勃朗名作《夜巡》（The Night Watch）的重磅研究成果發表於 Nature Partner Journals (npj) 旗下期刊 Heritage Science（2025, IF: 3.9, JCR Q1）。

該研究由 荷蘭國立博物館（Rijksmuseum） 的 Nouchka De Keyser 博士與 Katrien Keune 教授領銜，聯合 安特衛普大學 AXIS 研究組 的 Koen Janssens 教授團隊共同完成。作為“夜巡行動（Operation Night Watch）”的重要成果，研究團隊利用 Bruker 微束大麵積 X 射線熒光光譜儀M6 Jetstream，在完全無損的前提下，從化學層麵解構了倫勃朗繪製“金衣”的工藝。

頂尖團隊與核心技術

對於《夜巡》這樣國寶級的巨幅油畫，傳統的微損取樣分析已無法滿足研究需求。為此，荷蘭國立博物館保護與科學部 聯合 安特衛普大學 等多國頂尖機構，引入了非侵入式成像技術。

在研究中，De Keyser 博士 的團隊選用了 Bruker 開放式微束大麵積元素成像光譜儀 M6 JETSTREAM對畫作進行了大麵積原位掃描。得益於 M6 開放式的架構和卓越的微區靈敏度，研究人員成功在 3.78m x 4.53m 的巨幅畫布上，精準捕捉到了 Willem van Ruytenburch 中尉 服裝上微米級的顏料分布特征，為這一藝術史謎題提供了確鑿的“光譜學證據”。

圖1： Willem van Ruytenburch 中尉服裝的可見光圖像（a）與 Macro XRF元素分布圖：鉛(b)、錫(c)、砷(d)、鐵(e)等。數據由 Rijksmuseum 與 UvA 聯合團隊通過 Bruker M6 采集與分析

關鍵發現 I：砷硫化物(As)的光學擬態

砷（As）元素麵掃描結果顯示，倫勃朗在描繪中尉那件著名的黃色皮衣（Buff jerkin）及刺繡細節時，並未單純依賴鉛錫黃（Lead-tin yellow）。

數據表明，在服裝的高光區域，存在高強度的砷信號，且與鈷（Co）信號不相關（排除了來自 Smalt 的砷雜質）。光譜學分析證實，這是一種雌黃（Orpiment）與雄黃（Realgar）的混合物。倫勃朗利用砷硫化物獨特的選擇性反射（Selective reflection）特性，通過暖橙色的光澤，在視覺上完美模擬了金線的金屬質感（Gold threads）。

這一發現通過 M6 Jetstream 的高靈敏度得以驗證，直觀展示了畫家如何通過無機顏料的組合來實現複雜的光學偽裝。

圖2： Co:As 元素相關性分析（a,b）及砷基顏料在刺繡細節中的分布（c-f），揭示了其作為“金線”擬態的化學基礎 。

關鍵發現 II：鈷玻璃（Smalt）的結構性功能

除呈色功能外，M6 的掃描數據還揭示了倫勃朗對鈷玻璃（Smalt）的結構性應用。在鉛白（Lead white）構成的厚塗層（Impasto）中，檢測到了鈷元素與鎳、砷的共存信號 。

這表明 Smalt 被添加到打底層中，並非僅為了其藍色色相，更是作為一種填充劑（Bulking agent）或催幹劑，用於增加顏料的體積感和紋理，從而服務於整體的“明暗法”構建。然而，M6 Jetstream 同時也記錄了鉀（K）元素的流失與相關降解產物的形成，解釋了部分暗部區域目前的褪色與發灰現象 。

結論與技術展望

本研究展示了 Macro XRF 技術在文化遺產科學中的核心價值：

無損可視化：無需物理取樣即可獲得全畫幅的元素分布；多尺度表征：既能宏觀把控構圖修改（Pentimenti），又能微觀分析顏料層位；數據溯源：為文物的預防性保護提供了定量的化學依據。

作為發表於 Nature 體係（IF 3.9 / 光譜學 Q1） 的前沿成果，該案例為國內博物館與科研機構開展類似的大型文物原位分析提供了重要的方法論參考。

圖3： Bruker M6 Jetstream 開放式微束大麵積 X 射線熒光光譜儀

參考文獻：

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