Al aan het einde van de negentiende eeuw gebruikten onderzoekers de dan net ontdekte röntgenstraling om door olieverfschilderijen kijken. Maar de laatste decennia heeft de natuurwetenschappelijk analyse van kunst een bijzonder hoge vlucht genomen. Aan de hand van enorme hoeveelheden data proberen onderzoekers te achterhalen welke chemische en fysische processen zich in kunstobjecten voltrekken.

In haar werk bij het Rijksmuseum, eerst als onderzoeker en sinds 2019 als hoofd van de afdeling Science, koppelt chemicus Katrien Keune –­ spreker op de Avond van de Chemie op 14 oktober – fundamenteel onderzoek naar de eigenschappen en het gedrag van materialen aan het uiterlijk van kunstobjecten in de collectie. Keune probeert inzicht te krijgen in hoe dat uiterlijk in het verleden is veranderd en in de toekomst mogelijk nog zal veranderen. Momenteel is ze verantwoordelijk voor het natuurwetenschappelijk onderzoek binnen Operatie Nachtwacht, een grootschalig onderzoeks- en conserveringsproject waarbij Rembrandts beroemde schilderij met een breed scala aan analysetechnieken minutieus in kaart wordt gebracht.

‘Je gaat niet elke maand of elk jaar de Nachtwacht onderzoeken, dus dit is echt een once in a lifetime opportunity’

Een carrière in het kunstonderzoek ligt voor een chemicus niet voor de hand. Hoe ben je daartoe gekomen?

‘Ik wist eigenlijk al heel jong dat ik deze richting op wilde en dat ik het via de chemie en niet via de kunstgeschiedenis wilde, dat is altijd een beetje een rode draad gebleven. Toen ik scheikunde studeerde aan de UvA bestond er eigenlijk helemaal niets in die richting, dus het was zeker niet vanzelfsprekend dat ik die kant opging. Je probeert dan keuzes te maken die je verrijken op de punten waar je nog kennis nodig hebt. Voor stages die een heel fundamenteel karakter hadden zocht ik dan een tegenhanger binnen het museale veld. Je zoekt steeds componenten uit die bijdragen aan je hoofddoel en waar je weer nieuwe energie uit haalt en waarvan je leert.’

Krijgt het museale onderzoek wel waardering vanuit de hardcore chemie?

‘Als je tegen de alfawetenschappen aanschurkt wordt dat al snel als een hobby gezien, omdat men het ziet als een luxeproduct. Het wordt nooit voor vol aangezien, maar dat vind ik eigenlijk helemaal niet zo relevant. We laten met ons onderzoek zien dat er zoveel interessante chemie plaatsvindt die supercomplex is en die je niet zomaar in een zuurkast kunt nabootsen. Er zit zoveel in: polymeerchemie, redoxreacties, noem maar op. De kennis over materialen die we genereren is ontzettend waardevol. Bovendien moet je allerlei geavanceerde technieken toepassen en methodes ontwikkelen om dit soort objecten te snappen.’

‘Kunstobjecten zijn uniek, wat betekent dat je niet veel bulkmateriaal hebt om te meten’

Waarin onderscheidt jouw veld zich wat dat betreft?

‘Onze materialen zijn geen simpele, homogene systemen. Bovendien zijn kunstobjecten uniek, wat betekent dat je niet heel veel bulkmateriaal hebt om te meten. We moeten allerlei slimme trucjes verzinnen om toch informatie te verkrijgen, zoals modelsystemen of reconstructies. Als wij onderzoek doen met deeltjesversnellers, hebben we altijd de meest complexe samples in vergelijking met andere gebruikers, omdat we informatie willen over materialen die in heel lage concentraties aanwezig zijn en die ook nog eens heterogeen verdeeld zijn.’ 

Hoe heeft het vakgebied zich in de tijd dat jij actief bent ontwikkeld?

‘Ik blijf zeggen dat we eigenlijk nog steeds in de kinderschoenen staan, terwijl we ook al ver zijn gekomen. We stellen nu zulke andere en complexere vragen. Twintig jaar geleden ontdekten we net het fenomeen metaalzepen. Dat zijn verbindingen van metaalionen met vetzuren die zich ophopen in de verflaag en vaak aan het oppervlakte uitkristalliseren. Uit surveys bleek dat dit in collecties wereldwijd een groot probleem was. Maar voor mij zijn metaalzepen nu eigenlijk alweer een gepasseerd station. Het gaat om de interactie tussen metalen en organische verbindingen in de verf, hoe kationen zich mobiliseren en vervolgens reageren met componenten in de verf of gassen uit de omgeving waarbij weer nieuwe producten ontstaan.’ 

Dus je richt je steeds meer op het proces, op het stadium vóórdat iets zich vormt?

‘Je begint met een degradatieproduct dat een probleem vormt in een schilderij. Dat onderzoek je, maar uiteindelijk zie je veel grotere, overkoepelende chemische principes, interacties die verdergaan dan alleen dat degradatieproduct. Je kunt wel heel leuk in Photoshop een schuifjes verzetten en visualiseren hoe een schilderij verandert, maar de chemie in dat proces is veel complexer en dát wil je snappen. Dan gaat het om reactiekinetiek – hoe snel reageert iets, wanneer en waar kristalliseert iets? – en daarvan snappen we eigenlijk nog heel weinig.’ 

Je had het over de ontwikkeling van analytische technieken. Is wat dat betreft meer altijd beter?

‘Af en toe heb je wel een beetje last van ‘overdata’. We kunnen enorme hoeveelheden data genereren en dat gaat steeds sneller, maar ondanks de slimme algoritmes blijft het een belangrijke zaak om die data goed te interpreteren en integreren. Daarnaast is de uitdaging niet alleen hoe we data produceren, maar ook hoe we ervoor zorgen dat ze voor iedereen bruikbaar blijven.’ 

Over bruikbare kennis gesproken: hoe vertaalt het fundamentele onderzoek zich naar de museumpraktijk?

‘Dat is precies wat mijn positie zo interessant maakt. Ik ben in het museum ingebed in een restauratieatelier en elke dag hebben we juist daarover discussies en vragen. Wat hebben we eraan, wat moeten we nog weten? Dat is ook zo goed aan Operatie Nachtwacht, dat we elke week met conservatoren, restauratoren en onderzoekers werkbesprekingen hebben waarbij we elkaar van alle kanten die vragen stellen. Je ziet zo ook meteen waar alle gaten in de wetenschap zitten, want veel vragen kan ik op dit moment nog niet beantwoorden.’

Je noemt Operatie Nachtwacht al, het grootschalige wetenschappelijke onderzoek van Rembrandts beroemdste schilderij. Wat maakt dit project zo uniek?

‘Naast die hechte samenwerking tussen de verschillende bloedgroepen binnen het museum is dat vooral de mix van complementaire technieken die we gebruiken. Zoals we nu de Nachtwacht onderzoeken, dat had vijf jaar geleden zelfs nog niet gekund. De snelheid en resolutie van de analytische technieken zijn de afgelopen jaren zó snel verbeterd. Onze ambitie is om een zo compleet mogelijk beeld van het schilderij te krijgen, van de gebruikte materialen en de conditie. Je gaat niet elke maand of elk jaar de Nachtwacht onderzoeken, dus dit is echt een once in a lifetime opportunity.’

En wat levert al dat onderzoek op?

‘We zien bijvoorbeeld heel veel veranderingen in de compositie van de Nachtwacht: veren op hoeden die verwijderd zijn, posities van benen die zijn aangepast, lansen die schuiner zijn gezet. Bovendien zien we met spectroscopische methodes dat veel delen van het schilderij ooit meer kleurgradaties hadden, genuanceerder waren. We detecteren dan bijvoorbeeld rode, organische pigmenten of het blauwe pigment smalt die ontkleurd zijn. Of oude vernisrestanten die een bepaalde vertroebeling geven. Maar uit de analyses blijkt ook dat Rembrandt heel bewust verschillende gradaties en kwaliteiten van pigmenten gebruikte. Zo leren we enorm veel over zijn techniek en materiaalgebruik.’

‘Van de reactiekinetiek – hoe snel reageert iets, wanneer en waar kristalliseert iets? – snappen we eigenlijk nog heel weinig’

In hoeverre is de kennis die Operatie Nachtwacht oplevert representatief voor andere kunst?

‘Het is sowieso bruikbaar voor alle andere schilderijen van Rembrandt. Je komt eigenlijk een beetje in het DNA van de kunstenaar terecht. Je achterhaalt zijn keuzes en overwegingen, je weet hoe het materiaal verandert, je kent de restauratiegeschiedenis. Als je dan naar een ander werk van die kunstenaar kijkt, begin je dat beter te snappen. En de kennis die je vergaart over het gedrag van materialen is direct relevant voor heel veel andere kunstwerken.’

En weten jullie nu wat er met de Nachtwacht moet gebeuren?

‘Alles is een risico-inschatting. We zullen met de beste kennis van nu beslissingen moeten nemen voor de behandelingsfase terwijl er nog altijd onbeantwoorde chemische vragen zijn. Maar ons onderzoek levert wel de ingrediënten om op een steeds betere basis dat risico te bepalen en te kijken wat je moet doen. We zijn nog wel even bezig!’