Het Alhambra-paleis en fort, dat uitkijkt over de stad Granada in Zuid-Spanje, is een icoon uit de islamitische Gouden Eeuw. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Granada misschien een van de moderne mysteries opgelost: waarom delen van de gouden decoraties paars worden.
Voornamelijk gebouwd tussen de 13th en 14th eeuwen door de Nasriden - de laatste moslimdynastie op het Iberisch schiereiland - bevat het Alhambra kleurrijke geometrische patronen in zijn kamers, binnenplaatsen en tuinen. "De Nasriden waren bang voor lege ruimte, dus vulden ze de muren met tegels, verf en andere decoratieve elementen", zegt Carolina Cardel, een mineraloog die het onderzoek leidde.
Tijdens een restauratie in de 19th eeuw waren veel van de verslechterende muren van het Alhambra bedekt met een dunne laag gipspleister, waardoor ze een beige kleur kregen. Toen, vanaf de jaren negentig, merkte het personeel een paarse verkleuring op op pleisterwerk in sommige van zijn muqarnas, dit zijn honingraatachtige versieringen in de plafonds gemaakt van tin verguld met goud.
Paarse nevel
Na het analyseren van monsters met behulp van elektronenmicroscopen uitgerust met spectroscopen, Cardell en haar collega Isabel Guerra geloven dat ze eindelijk de bron van de verkleuring begrijpen. Nanodeeltjes, zeggen ze, vormen zich in de goudoppervlakken als gevolg van een tweestaps corrosieproces. Omdat deze nanodeeltjes een diameter van 70 nm hebben, oscilleren hun oppervlakte-elektronen in resonantie met invallend licht, waardoor een paarse glans ontstaat.
Stap één in het corrosieproces komt voort uit hetzelfde fenomeen dat ervoor zorgt dat schroeven in een tuinhuisje met een andere snelheid corroderen dan de metalen structuren die ze bij elkaar houden. Wanneer twee metalen in elektrisch contact worden blootgesteld aan vochtigheid, zal de minst "edele" reageren met de omgeving. In het Alhambra betekenden onvolkomenheden in de goudvergulding dat na verloop van tijd kleine stukjes tin naar de oppervlakte begonnen te prikken en verbindingen vormden na reactie met de atmosfeer.
Terwijl het goud in de muqarnas wordt niet aangetast door deze zogenaamde galvanische corrosie, maar raakt toch vervuild door de afbraak van tinverbindingen. Secties van het gouden oppervlak onder dit vuil worden vervolgens beroofd van zuurstof, waardoor zich kleine anode-kathodecellen kunnen vormen en oplossen in de zuurstofarme gebieden. Door de eeuwen heen heeft deze tweede corrosiestap de gouden oppervlakken gebeeldhouwd, waardoor ze littekens hebben gekregen van putjes en nanodeeltjes.
Bijtende mariene adem
Beide fasen van de corrosie worden verergerd door hoge concentraties chloriden in de lokale atmosfeer, die werken als een elektrolyt. Hoewel Granada meer dan 50 km landinwaarts ligt, worden chloriden via zee-aerosolen naar de stad gebracht.
Cardell benadrukt dat de paarse verkleuring alleen zichtbaar is in halfopen gebieden die zijn blootgesteld aan de hoogste luchtvochtigheid. "Bezoekers zullen het waarschijnlijk niet opmerken, maar je zult ze zien als je weet waar je moet kijken", zegt ze. Jose Maria Bastidas, van het Spaanse Nationale Centrum voor Metallurgisch Onderzoek in Madrid, vreest dat de schade aan het aangetaste goud onomkeerbaar is. "Dit werk toont aan hoe belangrijk het is om waar mogelijk stabiele temperaturen en relatieve vochtigheid te handhaven", zei hij.
Een deel van de uitdaging voor restauratoren is om te bepalen of goudkleuring opzettelijk is. Sinds de Romeinse tijd hebben ambachtslieden paarse pigmenten gemaakt door goud op te lossen in een oplosmiddel genaamd koningswater (HNO3 + HCl). De oude Egyptenaren stonden er ook om bekend dat ze "rood goud" creëerden door het aantasten van het metaaloppervlak met zilver-goudsulfide.
Kijken naar ijzerroest levert nieuwe inzichten op over corrosie
"Ons gebrek aan begrip van waarom goud dof wordt, heeft voor het grootste deel invloed op de beslissingen die we nemen om het object te behandelen", zegt Jessica Routleff Jones, een in Londen gevestigde metaalrestaurator die met verschillende nationale musea heeft samengewerkt. "Als dit onderzoek categorisch zou kunnen zeggen dat de patinering een bijproduct is van de omgeving en er niet is vanwege menselijk ingrijpen, dan zijn we misschien meer geneigd om het te verwijderen door te polijsten."
David Hradil, een anorganisch chemicus aan de Tsjechische Academie van Wetenschappen, is onder de indruk van de nieuwheid van het onderzoek, dat is gepubliceerd in Wetenschap Advances. “In de technologie zijn er verschillende manieren om paars-gouden nanodeeltjes te maken, maar zo’n mechanisme van spontane afbraak van goud ben ik nog niet tegengekomen”, zegt hij.
