X-Ray Radiografi dan XRF, Ketika Seni Bertemu dengan Teknologi

Apa yang terlintas di pikiran Anda ketika berkunjung ke museum seni? Memperhatikan helai-helai sejarah dalam temaram lampu di sudut-sudut ruangan tak berdaun pintu, pikiran Anda mungkin akan terlempar ke era puluhan bahkan ratusan tahun lalu. Lukisan tentu saja koleksi seni utama yang biasa terpajang di dinding-dinding museum.

X-ray atau dalam Bahasa Indonesia kita kenal sebagai sinar-X merupakan bagian dari keluarga gelombang elektromagnetik, seperti halnya cahaya tampak, sinar infra merah, sinar ultraviolet, gelombang radio, dan sebagainya. Dalam pita gelombang elektromagnetik, sinar-X berada pada rentang frekuensi yang lebih tinggi (atau panjang gelombang yang lebih pendek) dari pada sinar ultraviolet dan cahaya tampak. Anda bisa membaca artikel saya sebelumnya pada tautan ini untuk mengetahui lebih dalam dari mana dan bagaimana sinar ajaib ini sebenarnya dihasilkan.

Bagaimana Teknologi X-Ray Bertemu dengan Seni?

Ada dua macam teknologi X-Ray yang biasa dimanfaatkan untuk menguji sifat-sifat bahan pada benda-benda seni, terutama lukisan, yaitu X-Ray radiografi dan X-Ray fluoresens spektroskopi (XRF). Sifat X-Ray yang dapat menembus benda-benda padat, tak terkecuali material lukisan, dimanfaatkan untuk menelisik rahasia dan sejarah tak kasat mata yang tersimpan di balik lukisan-lukisan kuno.

X-Ray Radiografi dari Lukisan

X-Ray radiografi merupakan suatu teknik pencitraan atau pengambilan gambar menggunakan X-Ray. Secara sederhana, citra radiografi merupakan gambar bayangan dua dimensi di atas film X-Ray dari bahan-bahan padat yang ditembus oleh X-Ray.

Dalam hal ini, bahan-bahan padat yang dimaksud adalah lukisan, yang terdiri dari material cat, bidang panel berupa kanvas atau media lain, termasuk struktur penopang dan bingkai. Bahan-bahan ini memiliki kadar penyerapan X-Ray yang berbeda-beda satu sama lain. Perbedaan inilah yang selanjutnya dimanfaatkan untuk “mendiagnosis” lukisan.

Dengan asumsi ketebalan yang sama, bahan yang lebih padat (lebih berat atomnya, atau nomor atom Z lebih besar) cenderung menyerap X-Ray lebih baik dan akan tampak lebih putih pada citra radiografi. Sebaliknya, bahan-bahan yang lebih ringan akan tampak lebih gelap dan buram.

The Syndics of the Drapers' Guild by Rembrandt is in the collection of the Rijksmuseum in Amsterdam. karya Rembrandt. (Wikipedia)

Citra Radiografi dari The Syndics of the Drapers' Guild by Rembrandt is in the collection of the Rijksmuseum in Amsterdam. karya Rembrandt. (Wikipedia)

Citra radiografi X-Ray dari lukisan dapat digunakan untuk mengetahui struktur dari material lukisan. Dari informasi ini dapat diketahui seberapa parah kerusakan yang terjadi pada suatu lukisan, misalnya cacat halus berupa retak, robek atau lubang, atau pernah atau tidaknya lukisan tersebut direstorasi sebelumnya. Informasi ini sangat penting bagi konservator sebelum memutuskan untuk mengambil langkah-langkah restorasi yang tepat pada suatu koleksi lukisan di museum.

Selain itu, citra radiografi dapat memberikan informasi penting mengenai teknik melukis dan proses kreatif seniman, misalnya jenis pigmen warna dan jenis cat apa saja yang digunakan, atau apakah terdapat lapisan underpainting. Lapisan underpainting ini cukup lumrah ditemukan pada lukisan-lukisan karya seniman-seniman abad ke 19. Pada masa itu, seniman terkadang membuat lukisan baru di atas kanvas lukisan lama. Alasannya bermacam-macam, mulai dari masalah klasik kekurangan dana, atau di tengah proses kreatifnya, mereka tiba-tiba berubah pikiran untuk membuat lukisan yang berbeda.

Sebagai contoh, citra radiografi dari salah satu lukisan koleksi Museum Victoria and Albert di Inggris yang berjudul The Wood Sawyers karya seorang pelukis Perancis, Jean-François Millet dari tahun 1850 menunjukkan bahwa di balik lukisan ini terdapat lapisan underpainting berupa lukisan lain. Dari catatan biografer Millet, Sensier, diketahui bahwa dibalik lukisan The Wood Sawyers, kanvasnya lebih dahulu dilukis dengan lukisan lain yang berjudul La Republique. Lukisan La Republique ini dilukis oleh Millet pada tahun 1848 untuk diikutsertakan pada sebuah kompetisi. Sayangnya, dia kalah dalam kompetisi itu dan karena kehabisan uang, Millet membuat lukisan baru The Sawyers di atas kanvas bekas La Republique.

The Wood Sawyers (1850) karya Jean-François Millet yang dilukis di atas kanvas bekas lukisan lain berjudul La Republique (1848). (Wikipedia)

Informasi mulai dari struktur material lukisan sampai ke teknik dan proses kreatif seniman dapat mengungkapkan fakta historis seni yang penting dibalik sebuah lukisan. Fakta-fakta ini dapat digunakan untuk mengetahui umur lukisan, identitas serta proses kreatif seniman. Informasi ini dapat dijadikan sebagai data pembanding untuk menguji keaslian sebuah lukisan.

X-Ray Fluoresens Spektroskopi (XRF) dari Lukisan

Selain X-Ray radiografi, ada teknik lain untuk menguji lukisan dengan menggunakan X-Ray. Teknik ini dikenal dengan X-Ray Fluoresens Spektroskopi (XRF). Teknik XRF juga memanfaatkan sifat interaksi X-Ray dengan suatu material atau bahan.

Sebagian X-Ray yang ditembakkan ke permukaan lukisan akan diserap oleh atom-atom dari material lukisan, kemudian dipancarkan kembali ke detektor. Fenomena ini disebut sebagai fluoresens. X-Ray fluoresens mempunyai energi spesifik yang sangat khas untuk tiap jenis elemen material pada tabel periodik unsur.

Berdasarkan informasi dari komposisi elemen dari bermacam-macam pigmen warna yang ditemukan pada cat, kita dapat menarik kesimpulan tentang pigmen warna apa saja yang digunakan oleh seorang pelukis untuk satu atau sekelompok goresan cat yang berlapis-lapis di atas kanvas.

Kurva XRF menunjukkan puncak-puncak yang menunjukkan tingkat energi dari elemen-elemen yang terkandung pada pigmen cat dari suatu lukisan. Informasi ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi sumber-sumber mineral pada suatu pigmen cat.

Tampilan kurva XRF. Elemental Energy dispersive X-Ray microanalyses of the mineral crust of Rimicaris exoculata, from a mineral particle ~2 μm diameter. The peaks are labelled with the line of the corresponding element. (Wikipedia)

XRF juga dapat digunakan untuk memverifikasi usia suatu lukisan berdasarkan data pembanding historis kapan suatu pigmen warna biasa digunakan oleh para pelukis di suatu era. Misalnya, pada suatu lukisan terdeteksi suatu pigmen warna yang baru tersedia di pasaran setelah abad ke 19. Maka kita patut curiga bahwa lukisan tersebut dibuat pada era yang lebih muda.

Selain itu, XRF tidak cocok digunakan untuk menguji bahan pewarna organik, sebab unsur organik, misalnya Karbon tidak memiliki energi yang cukup besar untuk dideteksi oleh XRF. Akan tetapi, sifat ini justru bisa dimanfaatkan juga. Misalnya, jika pada suatu lukisan tidak terdeteksi bahan pewarna anorganik, maka dapat disimpulkan bahwa pelukisnya menggunakan cat berbahan organik.

Perkembangan Selanjutnya

Mungkin penggunaan X-Ray lebih umum kita temui untuk keperluan diagnosis di rumah sakit. Perbedaannya, untuk keperluan “diagnosis” sebuah lukisan, biasanya waktu paparannya bisa lebih lama dibandingkan jika digunakan untuk memindai tubuh manusia.

Meskipun begitu, lukisan-lukisan kuno dari abad-abad yang lalu tentu tidak akan segagah penerusnya yang masih berusia beberapa tahun saja. Material-material dari lukisan-lukisan kuno ini sangat berisiko mengalami kerusakan jika harus dipindahkan ke tempat pemeriksaan X-Ray radiografi maupun XRF dengan keadaan lingkungan yang berubah, misalnya suhu dan kelembabannya.

Oleh karena itu, para peneliti mencari cara yang lebih cerdas untuk mengatasi kendala ini. Pada perkembangan terkini, 29 Maret 2021 yang lalu, peneliti dari Universitas Antwerp di Belgia mengumumkan temuan mereka berupa perangkat pemindai X-Ray yang portabel untuk menguji lukisan dan benda-benda seni lainnya langsung di museum. Jadi, lukisan-lukisan tadi tidak perlu dipindahkan ke tempat lain, bahkan proses pemindaian dapat dilakukan langsung ketika lukisan terpajang di dinding museum.

Referensi

Cameron, J.R., Skofronick, J.G., Medical Physics, John Wiley and Sons, 1978.

X-radiography of paintings. Victoria and Albert Museum. http://www.vam.ac.uk/content/articles/x/x-radiography-of-paintings/

New Way to Look at Old Paintings: Have X-Rays, Will Travel. By Jennifer Welsh published March 31, 2011. https://www.livescience.com/13499-hidden-painting-features-xrays-110331.html