水彩画中由液滴蒸发与吸收驱动的图案形成
流体动力学
2019-09-20 v1 软凝聚态物质
摘要
水彩画是最古老的绘画方法之一，其中悬浮在水性液体中的颜料沉积在基底（通常是如纸张这样的吸收性材料）上。尽管与其他情境中的流动密切相关，但导致图案形成的物理过程尚未得到深入研究。识别和理解这些过程对于修复和保存水彩画至关重要。在此，我们报告了一项关于颜料浓度和纸张湿度对水彩画液滴蒸发衍生图案形成影响的实验研究。光学分析揭示了颜色梯度、分层、平坦区域、边界、树枝状形状和径向尖端的形成。我们发现，无论颜料性质如何，干燥纸张上的液滴蒸发都会形成类似于“咖啡环效应”的环状污渍。此类沉积物的平均像素强度遵循在高浓度时饱和的指数函数，而咖啡环的厚度对于含有胶体颗粒的水彩墨水会增加，对于非胶体墨水则不变。我们的实验揭示，纸张表面的水分分布，而非纸张的体积吸水率，决定了水彩污渍的结构特征。我们展示了证据，表明水彩画中复杂图案创建的基石是由咖啡环效应和吸收过程驱动的。我们的发现旨在为进一步研究这一古老艺术形式中涉及的复杂过程提供框架，并可为保护历史水彩艺术品遗产价值所需的修复过程提供指导。
引用
@article{arxiv.1909.09098,
title = {Pattern formation by droplet evaporation and imbibition in watercolor paintings},
author = {Jorge González-Gutiérrez and Octavio Moctezuma and Verónica Angeles and Maricarmen Rios-Ramirez and Sandra Zetina and Alvaro Marin and Roberto Zenit},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09098},
year = {2019}
}