Такой анализ очень важен для определения времени создания произведений искусства. В свое время красочные пигменты добывали из природных материалов, например из минералов и растений. Размалывали сырье вручную. Так, индийский желтый получали из мочи коров, которых кормили листьями манго. Натуральную сепию изготавливали из чернильного мешка кальмаров, выловленных в Средиземном море.

Лет пятьсот назад бедный художник вряд ли мог использовать ультрамариновый синий, поскольку он стоил дорого. Его изготавливали из полудрагоценного камня, который дробили и перемешивали в цветную массу. Сырье для этого пигмента добывали в те времена и добывают до сих пор лишь в горах Афганистана, покупать ультрамарин могла только церковь, поэтому он часто встречается на старых полотнах на религиозные сюжеты. Натуральный ультрамарин и сегодня по-прежнему ценится очень высоко, многократно дороже искусственного пигмента. Стоимость килограмма натурального ультрамарина сопоставима с ценой на новый высококлассный автомобиль, а килограмм синтетического обойдется не дороже двух кружек пива в пабе.

Первым в мире промышленно изготовленным пигментом стал прусский синий (берлинская лазурь), разработанный в начале XVIII века. После этого многие краски стали производиться с использованием передовых технологий своего времени. Между тем первым синтетическим пигментом считается египетский синий, который использовался уже в течение сотен лет до нашей эры на территории Средиземноморья.

Сияние красок творений импрессионистов совершенствовалось по мере появления на рынках новых материалов, разработанных предприятиями химической промышленности.

Более ста лет назад Винсент Ван Гог и многие другие художники с энтузиазмом начали использовать хромовый желтый, который должен был быть более стойким к воздействию света по сравнению с уже существовавшими желтыми пигментами, однако и он, к сожалению, со временем темнеет и приобретает зеленоватый оттенок.

За последнее столетие промышленно изготовленные пигменты сильно изменились, хотя получаемые с их помощью цвета и выглядят по-прежнему. По сравнению со старыми современные пигменты имеют супермелкозернистую структуру, и форма зерна может различаться.

Анализ пигментов позволяет определить период, раньше которого живописное прозведение точно не могло быть написано, однако они не дают возможности установить точный год его создания. Картина могла быть написана спустя много лет после изобретения пигмента, но никак не до этого момента.

Первое десятилетие XXI века ознаменовалось революцией в области технико-технологических исследований произведений искусства. Многие из новейших технологий были известны уже на протяжении десятков лет, но ранее их применение было очень дорогостоящим, а необходимое оборудование — крупногабаритным.

Многие методы, которые сейчас применяются для определения подлинности произведений искусства, уже давно используются в промышленности. К ним относится, например, рамановская спектроскопия, которая необходима для исследования материалов. Растровый электронный микроскоп и рентгенофлуоресцентный спектрометр служат для анализа материалов в химии и строительной промышленности. Состав и состояние старых скульптурных произведений можно оценить с помощью того же магнитно-резонансного томографа, который используется для обследования головного мозга человека или получения снимков для операции на коленных суставах.

Однако для исследования произведений искусства эти приборы должны обладать особыми характеристиками, которых обычно нет у используемого в промышленности оборудования. Кроме того, эксперты, проводящие анализ, должны уметь отбирать пробы именно с тех участков исследуемых предметов, которые важны для определения их подлинности и возраста, а также трактовать полученные результаты.

Чтобы исследовать наброски под красочными слоями и увидеть стертые изображения, применяют инфракрасные и гиперспектральные камеры. Цифровые камеры формируют изображение из пикселей (элементов изображения в виде точки). Гиперспектральные камеры, представляющие собой комбинацию камеры и спектрометра, позволяют увидеть спектр каждой точки изображения, который после этого можно анализировать.

С помощью метода фотограмметрии можно создать трехмерное изображение предмета искусства. Для этого сначала предмет многократно фотографируют, после чего на основе полученных снимков компьютерная программа рассчитывает и моделирует трехмерное изображение, которое можно изучать на экране компьютера.

Поляризационный микроскоп способен идентифицировать все традиционные пигменты, используемые художниками, а также отличить их от современных. Принцип его работы основан на том, что размер и форма частиц различных пигментов зависит также от их возраста и метода изготовления. Частицы синтетических пигментов заметно мельче, их оттенок и форма более однородны по сравнению с натуральными материалами.

Оптические свойства пигментов сильно различаются в поляризованном свете, и именно эта особенность помогает выполнить их идентификацию.

Многие современные технологии, как ни парадоксально, уходят корнями в искусство. Так, в 1880-х годах французские художники Жорж Сёра и Поль Синьяк начали писать картины раздельными мазками точечной формы разного цвета и оттенка. Разработанное ими направление пуантилизма (буквально «точечность») оказало мощное влияние на развитие современных полиграфических технологий и цифровой фотографии.

На границе Швейцарии и Франции ЦЕРН построил Большой адронный коллайдер — самый крупный ускоритель частиц в мире. В то же время во всех промышленно развитых странах имеются свои, хотя и не столь огромные, ускорители, которые используются для проведения промышленных и физических исследований. С их помощью можно также выполнять экспертизу произведений искусства, в частности, определять их возраст и использованные материалы. Впрочем, они редко применяются для этой цели, поскольку анализ материалов позволяют надежно провести и другие, более дешевые приборы и технологии.

Рамановская спектроскопия — известный метод анализа, например, минералов. В рамках исследований произведений искусства он применяется для анализа различных пигментов. Еще десять лет назад Раман-спектрометры были размером с двигатель грузового автомобиля и стоили так дорого, что их не использовали для экспертизы произведений искусства. Теперь этот прибор по габаритам не превышает обычную дрель, и цена его значительно снизилась.

Вместе с Раман-спектрометром часто применяется инфракрасный Фурье-спектрометр, который получил свое название по имени французского математика Жана-Батиста Жозефа Фурье (1768–1830). Он позволяет изучать органические соединения, в том числе связующие вещества, лаки, смолы, а также пигменты.

В своей книге «Ученый и фальсификатор» (The Scientist and the Forger) профессор химии Американского университета в Каире Джехен Рагай рассказывает о том, как инфракрасный Фурье-микроспектрометр помог выявить около двадцати поддельных картин, выдаваемых за произведения Джексона Поллока. Эти работы хранились в семье друзей художника, и авторитетный эксперт по творчеству Поллока оценил их как подлинные. Исследователь, проводивший первый анализ материалов, под страхом обвинения в оскорблении чести и достоинства вначале даже не осмелился обнародовать полученные результаты. Когда же первые подозрения были высказаны, часть искусствоведов отвергла их, посчитав исследования ненадежными. После этого работы были подвергнуты более тщательному анализу, в результате которого в десяти картинах, якобы принадлежащих кисти Поллока, был обнаружен неизвестный при жизни художника пигмент. Сегодня ему присвоен номер PR254, и он знаком нам под названием «красный Ferrari», поскольку его использовали для окраски автомобилей Ferrari в 2000–2002 годах. Пигмент был запатентован в 1983 году, спустя более 20 лет после смерти Джексона Поллока, а это свидетельствует о том, что он никак не мог быть автором картин.