顏料硃砂幾個世紀以來一直是藝術家們的最愛，但它因隨著時間推移會變黑而臭名昭著。但是，這種黑色著色的來源一直不清楚，這種黑色著色存在於從古羅馬壁畫到彼得·保羅·魯本斯巴洛克風格繪畫等作品中。現在研究人員已經表明，罪魁禍首是元素汞，它是在暴露於光線和空氣中的氯離子下形成的。這一發現是為文物保護者設計防止歷史傑作進一步退化的方法的第一步。
硃砂，也稱為硫化汞，是一種由硫和汞元素組成的礦物。2005年，阿姆斯特丹大學的化學家卡特琳·庫恩和她的同事表明，這種化合物可以透過一系列由氯離子（在海邊附近的空氣中尤其豐富）和光線共同引發的化學反應分解。
庫恩和她的團隊認為，這種反應的最終產物是純汞，即老式溫度計中使用的液體金屬。它在油漆微觀孔隙和縫隙中的積累可能是造成變黑效應的原因。
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為了證明改變後的硃砂是元素汞，或者說是“金屬”汞，揚森斯和他的同事將顏料放在鉑金表面，並將其浸入含有氯離子的水中。當研究人員用雷射照射礦物時，它變黑了（見下圖插圖）。透過施加電流，汞離子從顏料中釋放到水中。此外，揚森斯說，所需的電壓正是金屬汞釋放離子所需的電壓。《應用化學》雜誌本週發表了這些結果。但他們的理論很難證明——金屬汞是揮發性的，因此，確定它是否在給定的反應中形成是很困難的，比利時安特衛普大學的化學家科恩·揚森斯說，他是最新研究的合著者。“它在你能夠分析它之前就消失了，”他說。
庫恩表示，該團隊證明黑色物質是金屬汞的演示令人信服，並且對於確定如何最好地儲存和展示藝術品將“極其有價值”。
揚森斯同意，瞭解硃砂變黑的確切原因可能有助於文物保護者預防這種情況。將畫作儲存在黑暗中不是一個選擇，但阻止氯到達顏料應該是可能的，例如，透過確保清漆保護層正常發揮作用。
本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2013年10月4日首次發表。