TY - CONF A1 - Gojani, Ardian A1 - Palásti, David J. A1 - Paul, Andrea A1 - Galbacs, G. A1 - Gornushkin, Igor B. T1 - Application of spatial heterodyne spectroscopy for chemical analysis based on Raman and laser-induced breakdown spectroscopy N2 - Spatial Heterodyne Spectroscopy (SHS) is a spectrometric technique that combines both dispersive and interferometric features into a customizable instrument. The Basis of SHS is a Michelson interferometer with its mirrors replaced by diffraction gratings and with no moving parts. The output signal from SHS is the interferogram, which is recorded with a 1D or 2D pixel array detector. The spatial periodicity of the fringes on the interferogram is a function of the wavelength of the diffracted light. Using the Fast Fourier Transform, the original optical spectrum that enters SHS is retrieved. The light that is analyzed by SHS can come from a variety of sources. In our work, we used Raman scattering and Laser-Induced Plasma to perform quantitative and qualitative analyses. Figure 1 compares the performance of the SHS with that of high Resolution echelle and portable low-resolution asymmetrically crossed Czerny-Turner spectrometers (OO in Fig.1). The analyzed light came from the plasma induced on a stainless-steel reference material. The SHS exhibits the resolution comparable to that of the echelle spectrometer used, about 8000. Due to a high throughput of the SHS (theoretically, ~200 times higher than that of grating instruments), the number of spectra needed to be accumulated for comparable signal-to-noise ratios is much smaller than in the case of the echelle and comparable to OO spectrometers. Examples of Raman SHS applied to several pure liquids are given in Fig. 2. Raman SHS was used in three different settings: (i) for classification of six types of oils, (ii) for univariate/multivariate analysis of binary mixture cyclohexane-isopropanol, and (iii) for multivariate analysis of glycerol solution in water. For the last two settings, chemometric analysis of the spectra yielded linear calibration plots over the range 1-90% of concentrations of isopropanol in cyclohexane, and 0.5-10% of glycerol in water. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Spatial heterodyne spectroscopy KW - Raman spectroscopy KW - Laser-Induced Background Spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-49176 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Steger, Simon A1 - Bretz, S. A1 - Stege, H. A1 - Hahn, Oliver T1 - Non-invasive Identifizierung von Pigmenten in modernen Hinterglasbildern (1905-1955) - Highlights aus der Hinterglasforschung N2 - Im Rahmen des Projektes „Hinterglasmalerei als Technik der Klassischen Moderne von 1905 – 1955“, welches vom Museum Penzberg – Sammlung Campendonk, Penzberg (Gisela Geiger und Diana Oesterle) geleitet wurde und in Zusammenarbeit mit der freischaffenden Restauratorin Simone Bretz, der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und dem Doerner Institut erfolgte, konnte im Rahmen einer Promotion erstmals ein Konvolut von mehr als 60 Hinterglasbildern mit nicht-invasiven Analysemethoden untersucht werden. Die eingesetzten Verfahren ermöglichten die Identifizierung der Pigmente und eine Klassifizierung der verwendeten Bindemittel. Die materialwissenschaftliche Beschäftigung mit der Hinterglaskunst in ihrer Vielfalt ist ein relativ junges Forschungsfeld. Lange wurde ihr mit Unkenntnis, Missverständnis und sogar Geringschätzung begegnet. Im kunsthistorischen Kontext wurde diese Art der Kaltmalerei zumeist mit dem Begriff der Glasmalerei belegt und nicht als eigenständige Kunstform anerkannt, da in beiden Fällen Glas als Bildträger seinen Einsatz findet. In der Hinterglasmalerei wird die Tafelrückseite mit organisch gebundenen Malfarben verziert und das Werk ausschließlich bei auffallendem Licht betrachtet. Die künstlerische Herausforderung liegt immer in der technischen Notwendigkeit eines umgekehrten Malvorganges: die oberste, durch das Glas sichtbare Schicht muss zuerst auf den Bildträger Glas aufgetragen werden, der optische Hintergrund wird zuletzt aufgebracht. Im Vergleich zum Tafelbild, bei dem die Malerei erst durch den Firnisauftrag Tiefenlicht erhält, entfalten die Farben in der Hinterglasmalerei bereits beim Malen ihre Intensität und erhalten gleichzeitig Schutz durch den gläsernen Bildträger (Bretz et al. 2016). Neben der kunstgeschichtlichen und kunsttechnologischen Bearbeitung der Hinterglasbilder spielten materialwissenschaftliche Untersuchungen an einer Auswahl von 66 Bildern im Rahmen des von der VolkswagenStiftung finanzierten Forschungsprojektes eine zentrale Rolle. Grundsätzlich wurde ein nicht-invasiver Ansatz gewählt, um die fragilen Kunstwerke in-situ zu messen und somit einen Transport zu vermeiden. Die Methodik umfasst neben VIS-Spektrometrie in Reflexion und energiedispersiver Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) auch Infrarotspektroskopie in diffuser Reflexion (DRIFTS) und Raman-Spektroskopie. Mit Hilfe des gewählten methodischen Ansatzes lassen sich sowohl anorganische als auch organische Pigmente identifizieren und die Zusammensetzung von Metallfarben und Folien sowie die Glaszusammensetzung qualitativ bestimmen. Ferner ermöglicht die DRIFT-Spektroskopie eine Klassifizierung der Bindemittel. Die im Rahmen des Forschungsprojektes analysierten Hinterglasbilder können folgendermaßen chronologisch gruppiert werden: 1910-1919 (17 Bilder), 1920-1929 (18 Bilder), 1930-1939 (6 Bilder), 1940-1949 (7 Bilder), 1950-1955 (13 Bilder) und >1955 (5 Bilder). Die Auswertung der Ergebnisse ermöglicht grundsätzliche Aussagen über die verwendeten Malmaterialien in Hinterglasbildern in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts und zeigt Änderungen der verwendeten Pigmente im zeitlichen Kontext auf. Während der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts kamen viele neue Pigmente und Malmaterialien auf den Markt, wobei speziell die synthetischen organischen Pigmente (SOP) zu nennen sind. Eine Vielzahl an SOP konnte in Hinterglasbildern aus allen Zeitgruppen identifiziert werden, wobei hier vor allem Farblacke aus synthetischem Alizarin (PR83), Vertreter der roten und orangen β-Naphthol Pigmente [(z.B. PR3, PR4, PO5 (in Nächtliche Fahrt, 1921 von L. Hildebrandt nachgewiesen)], die blauen und grünen Kupferphthalocyanine [z.B. PG7, PB15 (taucht ab 1949 in Hinterglasbildern auf)] und einige gelbe Azopigmente [z.B. PY1, PY3, PY12 (in Geneigter Mädchenkopf, 1941 von Oskar Schlemmer gefunden)] aufzuführen sind (Steger et al. 2018; Steger et al. 2019a). Einige seltene SOP der Triarylcarboniumgruppe konnten ebenso nachgewiesen werden. Darunter fallen neben der Identifizierung von PR81 (Ohne Titel, 1954, M. Uhlenhuth) auch die erstmaligen Nachweise von PV2 (Hahn, um 1945, L.-G. Buchheim) und PG1 (Exzellente und einmalige Dressuren, 1945/46, L.-G. Buchheim) in Kunstwerken überhaupt (Steger et al. 2018; Steger et al. 2019a). Ferner konnten mit PB52 aus der Gruppe der Anthrachinone und PR60 aus der Gruppe der verlackten Naphthalin-Sulfonsäure-Pigmente weitere seltene SOP in den Bildern Rudern (um 1912) beziehungsweise Apokalyptischer Reiter II (1914) von Wassily Kandinsky nachgewiesen werden (Steger et al. 2019b). Neben den Entwicklungen der SOP können auch eindeutige Trends in den anorganischen Pigmenten veranschaulicht werden. Seltene anorganische Pigmente wie zum Beispiel Strontiumweiß (SrSO4) in der Kreuzabnahme (1914/15) von Carlo Mense (Steger et al. 2019c) wurden identifiziert. Neu entwickelte anorganische Pigmente wie zum Beispiel Cadmiumrot (Cd(S,Se); ab 1928 in 11 Hinterglasbildern nachgewiesen) oder Titanweiß (TiO2; Anatas kommt ab 1922 vor, Rutil konnte nur in Kissen der Träume, 1976 von Werner Schriefers identifiziert werden) tauchen in einigen Hinterglasbildern auf. Schweinfurter Grün (3Cu(AsO2)2·Cu(CH3COO)2) oder Strontiumgelb (SrCrO4) wurden in einigen Bildern bis etwa um 1925 gefunden; diese Pigmente konnten dagegen in späteren Bildern nicht mehr nachgewiesen werden. Als Beispiel sind hier vier frühe Hinterglasbilder (1909–1914) von Wassily Kandinsky zu nennen, wobei Strontiumgelb in vielen Bildpartien zu finden war (Steger et al. 2019b). Publizierte materialwissenschaftliche Ergebnisse von Kandinskys Leinwandgemälden aus späteren Werksperioden zeigen, dass Strontiumgelb zu dieser Zeit vollkommen aus seiner Palette verschwunden ist und vor allem durch ein anderes Gelbpigment, nämlich Cadmiumgelb, ersetzt wurde (McMillan et al. 2013). Eine materialtechnische Besonderheit in der Hinterglaskunst ist die Verwendung von Metallfolien und Metalleffektpigmenten. Metallfolien aus Silber, Zinn, Aluminium oder Messing wurden vielfach als künstlerisches Element in die Komposition integriert, wobei sie als finale Schicht auf, die bereits gestaltete, leicht transparente Malerei geklebt wurden. Durch die Betrachtung im auffallenden Licht erzeugten die Folien bemerkenswerte Glitzereffekte. Zinn- und Aluminiumfolien wurden zum Beispiel in Rudern (um 1912, W. Kandinsky) nachgewiesen, während Messingfolien häufig in Bildern von L.-G. Buchheim gefunden wurden. Die Zinnfolien wurden im 19. und frühen 20. Jahrhundert für Verpackungszwecke (z.B. Zigaretten, Schokolade) verwendet. Aluminiumfolie wurde erst ab 1910 industriell in der Schweiz hergestellt und zu Beginn vor allem für Schokoladenverpackungen eingesetzt (Skrabec 2016). Die frühe Verwendung solche Folien in Hinterglasbildern (z.B. Rudern, um 1912) zeigen eine rasche Verbreitung dieses Materials bei den Künstlern an. Unter Metalleffektpigmenten versteht man feingemahlene Pulver aus Metall (z.B. Zinn, Nickel, Kupfer) und Legierungen (z.B. Messing, Neusilber) mit unterschiedlichen Tönungen, welche bei seitlichem Lichteinfall auf Hinterglasbildern ein merkbares Funkeln erzeugen. Solche Metalleffektpigmente wurden vielfach bei Werken von Heinrich Campendonk nachgewiesen (Geiger und Bretz 2017) und konnten in allen chronologischen Gruppen gefunden werden. Grundsätzlich ermöglichen die Ergebnisse ein besseres Verständnis für die Technik der Hinterglasmalerei und helfen insbesondere, diese eigenständige Kunst im Hinblick auf die „klassische“ Tafel- bzw. Leinwandmalerei abzugrenzen. So zeigen Vergleiche mit Gemälden auf Leinwand von Wassily Kandinsky deutliche Unterschiede in den verwendeten Farbmitteln für beide Techniken. Die Anzahl von 66 gemessenen Hinterglasbildern von 39 Künstlern erscheint im Kontext von über 1200 Arbeiten, welche im Rahmen des Projektes lokalisiert werden konnten, gering. Allerdings können die durchgeführten Untersuchungen als Startpunkt für zukünftige Projekte in diesem Forschungsfeld, beispielsweise für einzelne Werkkomplexe verstanden werden. Die Forschungsergebnisse werden auf die Webseite www.hinterglas-klassischemoderne.de eingestellt. Im Sommer 2020 präsentiert das Museum Penzberg – Sammlung Campendonk Hinterglasbilder von 1910 bis 1960 als Abschlussausstellung des Forschungsprojektes. Die Ausstellung wird von einem ausführlichen Katalog über die fächerübergreifende Forschung begleitet. Für Herbst 2020 ist ein Hinterglas-Symposium an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Berlin im Rahmen eines N.i.Ke. Workshops geplant. T2 - Jahrestagung Archäometrie und Denkmalpflege 2019 CY - Vienna, Austria DA - 11.09.2019 KW - Reverse glass painting KW - Raman spectroscopy KW - DRIFTS PY - 2019 AN - OPUS4-49259 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Steger, Simon A1 - Oesterle, D. A1 - Bretz, S. A1 - Frenzel, L. A1 - Stege, H. A1 - Winkelmeyer, I. A1 - Hahn, Oliver A1 - Geiger, G. T1 - Kandinsky’s fragile art: a multidisciplinary investigation of four early reverse glass paintings (1911–1914) by Wassily Kandinsky JF - Heritage Science N2 - This work highlights the rediscovery of the technique of reverse glass painting by the artists of the “Blaue Reiter” collective in the early 20th-century and focusses particularly on the role of Wassily Kandinsky (1866–1944). Kandinsky created more than 70 reverse paintings on glass and showed several of them in exhibitions together with paintings on canvas and cardboard, implying a coequal importance of these techniques. Four of his early (1911–1914) reverse glass paintings (Auferstehung, Allerheiligen II, Rudern, Apokalyptischer Reiter II) were selected for investigation and their iconography, painting techniques and painting materials were examined. Two paintings were executed on so-called cathedral glass, revealing a “hammered surface”, whereas Kandinsky used a corrugated glass panel for Rudern. A multi-analytical, non-invasive approach [X-ray fluorescence (XRF), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), VIS spectroscopy (VIS), Raman spectroscopy] was taken to identify the pigments and classify the binding media. The results reveal a broad palette of materials. Several pigments like lead white, zinc white, Strontium yellow, Prussian blue, viridian, cadmium yellow, ultramarine blue, cinnabar and carbon black were found in most of the four paintings. The use of the rare synthetic organic pigments PR60 and PB52 is discussed. In two works of art, cadmium carbonate is associated with cadmium yellow. The identification of aluminium foil along with tin foils in Rudern indicates an early use of this material for reverse glass paintings. KW - Reverse glass painting KW - Non-invasive analysis KW - Raman spectroscopy KW - DRIFTS PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-480075 DO - https://doi.org/10.1186/s40494-019-0268-8 VL - 7 IS - 27 SP - 1 EP - 17 PB - Springer AN - OPUS4-48007 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Steger, Simon A1 - Stege, H. A1 - Bretz, S. A1 - Hahn, Oliver T1 - A complementary spectroscopic approach for the non-invasive in-situ identification of synthetic organic pigments in modern reverse paintings on glass (1913–1946) JF - Journal of Cultural Heritage N2 - This work addresses the identification of synthetic organic pigments (SOP) in eight modern reverse paintings on glass (1913–1946) by means of an in-situ multi-analytical approach. We combined the complementary properties of mobile Raman spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) to overcome the main disadvantages of each method: extensive band overlapping in DRIFT spectra and fluorescence problems in Raman spectra. A collection of DRIFTS reference spectra enables a precise pigment identification by DRIFTS and establishes this method as a serious non-destructive alternative for the identification of SOP. The group of β-naphthol pigments yielded valuable results for both methods, whereas synthetic alizarin (PR83) was preferentially detected by DRIFTS. Finally, uncommon triaryl carbonium pigments and two azo group-based yellows were identified in the paintings by means of Raman spectroscopy. KW - Synthetic organic pigments KW - DRIFTS KW - Raman spectroscopy KW - Reverse glass painting PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.culher.2019.01.011 SN - 1296-2074 SN - 1778-3674 VL - 38 SP - 20 EP - 28 PB - Elsevier Masson SAS. AN - OPUS4-48008 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Steger, Simon A1 - Stege, H A1 - Bretz, S. A1 - Hahn, Oliver T1 - A complementary spectroscopic approach for the non invasive in situ identification of synthetic organic pigments in modern reverse paintings on glass N2 - This work addresses the identification of synthetic organic pigments (SOP) in ten modern reverse paintings on glass (1912-1946) by means of an in-situ multi-analytical approach. The combination of the complimentary properties of mobile Raman spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) enabled the detection of sixteen SOP even in complex mixtures with inorganic compounds and binders. For the β-naphthol pigments, both Raman and DRIFTS yield appropriate results. DRIFTS was the preferred method for the detection of synthetic alizarin (PR83). Its diagnostic band pattern even allows its detection in complex mixtures with mineral pigments, binders and fillers. Raman spectroscopy yielded distinctive spectra for the triaryl carbonium pigments (PG1, PV2, PR81) and the two-yellow azo SOP (PY3, PY12), whereas DRIFT spectra were affected by extensive band overlapping. This may also occur in Raman spectra, but in less problematic amounts. Fluorescence is the major problem with Raman and it significantly hampers the SOP spectra even with the 785 nm laser. On the one hand the big spot size of DRIFTS (10 mm) limits the technique to rather large sampling areas, whereas the use of a 50× objective for in-situ Raman measurements permits a focus on small spots and aggregated SOP flakes. Moreover, “environmental” factors like temperature changes, artificial light, limited space and vibrations when people pass by need to be considered for in-situ measurements in museums. Finally, the results show the experimental use of SOP in modern reverse glass paintings. Among several rare SOP (e.g. PB52, PR81), two of them (PG1, PV2) have never been reported before in any artwork. T2 - Technart2019 CY - Bruges, Belgium DA - 07.05.2019 KW - Synthetic organic pigments KW - Reverse glass painting KW - DRIFTS KW - Raman spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-48009 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Steger, Simon A1 - Oesterle, D. A1 - Mayer, R. A1 - Hahn, Oliver A1 - Bretz, S. A1 - Geiger, G. T1 - First insights into Chinese reverse glass paintings gained by non invasive spectroscopic analysis N2 - A non-invasive methodological approach (X-ray fluorescence (XRF), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), Raman spectroscopy) has been carried out to identify the pigments and classify the binding media in two Chinese reverse glass paintings (The Archer, Yingying and Hongniang) from the late 19th and early 20th centuries. The results reveal a combined use of traditional Chinese and imported European materials. Several pigments like cinnabar, lead white, orpiment, carbon black and copper-arsenic green (probably emerald green) were found in both paintings; red lead, artificial ultramarine blue, Prussian blue and ochre appear in at least one of the paintings. The presence of portlandite (Ca(OH)2) along calcite (CaCO3) in the fine-grained, white backing layer of Yingying and Hongniang indicates the presence of limewash. In Chinese tradition, limewash was produced from clamshells, and was then sold as clamshell white. In contrast to the Japanese pigment, Chinese clamshell white was made of finely grounded shells, which were heated over a low fire. The residue (CaO) forms portlandite (Ca(OH)2) when water is continuously added. This water-rich mixture is applied on the painting. Portlandite reacts with atmospheric CO2 during drying and forms fine-grained calcite (CaCO3) [1,2]. The identification of emerald green (The Archer) suggests an earliest manufacturing date in the 1830s [3] and promotes the sinological dating of the painting. Drying oil was classified as a binding media in most areas of both paintings. However, the orange background of The Archer yielded prominent bands of both proteinaceous and fatty binder. T2 - Technart2019 CY - Bruges, Belgium DA - 07.05.2019 KW - Reverse glass painting KW - Raman spectroscopy KW - Non-invasive analysis PY - 2019 AN - OPUS4-48010 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmid, Thomas A1 - Dariz, P. T1 - Research in the SALSA Application Lab – Shedding light onto high-fired medieval gypsum mortars N2 - After an introduction into the SALSA lab building and the ideas and sources of inspiration for building up the Application Lab as a spectroscopy lab with a strong focus on imaging and microspectroscopy, a very successful example of an interdisciplinary collaboration between the fields of art technology and analytical sciences is presented. T2 - Make and Measure 2019 CY - Berlin, Germany DA - 25.10.2019 KW - Interdisciplinary research KW - Teaching KW - High-fired medieval gypsum mortars KW - Raman spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-49623 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Steger, Simon A1 - Oesterle, D. A1 - Mayer, R. A1 - Hahn, Oliver A1 - Bretz, S. A1 - Geiger, G. T1 - First insights into Chinese reverse glass paintings gained by non-invasive spectroscopic analysis-tracing a cultural dialogue JF - Archaeological and Anthropological Sciences N2 - This work presents a technical investigation of two Chinese reverse glass paintings from the late 19th and early 20th centuries. A multi-analytical, non-invasive approach (X-ray fluorescence (XRF), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), Raman spectroscopy) was used to identify the pigments and classify the binding media. The results reveal a combined use of traditional Chinese and imported European materials. Several pigments like cinnabar, lead white, orpiment, carbon black and copper-arsenic green (probably emerald green) were found in both paintings; red lead, artificial ultramarine blue, Prussian blue and ochre appear in at least one of the paintings. The proof of limewash (calcite and small amounts of portlandite) as a backing layer in Yingying and Hongniang indicates that clamshell white was also used for reverse glass paintings. Drying oil was classified as a binding media in most areas of both paintings. However, the orange background of The Archer yielded prominent bands of both proteinaceous and fatty binder. KW - Non-invasive analysis KW - Reverse glass painting KW - Pigment identification KW - DRIFTS KW - Raman spectroscopy PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1007/s12520-019-00799-3 SN - 1866-9557 SN - 1866-9565 VL - 11 IS - 8 SP - 4025 EP - 4034 PB - Springer AN - OPUS4-47364 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sarhan, R. M. A1 - Koopman, W. A1 - Schuetz, R. A1 - Schmid, Thomas A1 - Liebig, F. A1 - Koetz, J. A1 - Bargheer, M. T1 - The importance of plasmonic heating for the plasmondriven photodimerization of 4-nitrothiophenol JF - Scientific Reports N2 - Metal nanoparticles form potent nanoreactors, driven by the optical generation of energetic electrons and nanoscale heat. The relative influence of these two factors on nanoscale chemistry is strongly debated. This article discusses the temperature dependence of the dimerization of 4-nitrothiophenol (4-NTP) into 4,4′-dimercaptoazobenzene (DMAB) adsorbed on gold nanoflowers by Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Raman thermometry shows a significant optical heating of the particles. The ratio of the Stokes and the anti-Stokes Raman signal moreover demonstrates that the molecular temperature during the reaction rises beyond the average crystal lattice temperature of the plasmonic particles. The product bands have an even higher temperature than reactant bands, which suggests that the reaction proceeds preferentially at thermal hot spots. In addition, kinetic measurements of the reaction during external heating of the reaction environment yield a considerable rise of the reaction rate with temperature. Despite this significant heating effects, a comparison of SERS spectra recorded after heating the sample by an external heater to spectra recorded after prolonged illumination shows that the reaction is strictly photo-driven. While in both cases the temperature increase is comparable, the dimerization occurs only in the presence of light. Intensity dependent measurements at fixed temperatures confirm this finding. KW - Nanoparticles KW - Plasmonic heating KW - Raman spectroscopy PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-475140 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-019-38627-2 SN - 2045-2322 VL - 9 IS - 1 SP - 3060, 1 EP - 8 PB - Nature Publishing Group AN - OPUS4-47514 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gea, M. A1 - Bonetta, S. A1 - Iannarelli, L. A1 - Giovannozzi, A. M. A1 - Maurino, V. A1 - Bonetta, S. A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Armato, C. A1 - Rossi, A. M. A1 - Schilirò, T. T1 - Shape-engineered titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs): cytotoxicity and genotoxicity in bronchial epithelial cells JF - Food and Chemical Toxicology N2 - The aim of this study was to evaluate cytotoxicity (WST-1 assay), LDH release (LDH assay) and genotoxicity (Comet assay) of three engineered TiO2-NPs with different shapes (bipyramids, rods, platelets) in comparison with two commercial TiO2-NPs (P25, food grade). After NPs characterization (SEM/T-SEM and DLS), biological effects of NPs were assessed on BEAS-2B cells in presence/absence of light. The cellular uptake of NPs was analyzed using Raman spectroscopy. The cytotoxic effects were mostly slight. After light exposure, the largest cytotoxicity (WST-1 assay) was observed for rods; P25, bipyramids and platelets showed a similar effect; no effect was induced by food grade. No LDH release was detected, confirming the low effect on plasma membrane. Food grade and platelets induced direct genotoxicity while P25, food grade and platelets caused oxidative DNA damage. No genotoxic or oxidative damage was induced by bipyramids and rods. Biological effects were overall lower in darkness than after light exposure. Considering that only food grade, P25 and platelets (more agglomerated) were internalized by cells, the uptake resulted correlated with genotoxicity. In conclusion, cytotoxicity of NPs was low and affected by shape and light exposure, while genotoxicity was influenced by cellular-uptake and aggregation tendency. KW - Nanoparticles KW - Shape-engineered KW - Raman spectroscopy KW - Genotoxic and oxidative damage KW - Cytotoxicity PY - 2019 UR - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691519301036?via%3Dihub DO - https://doi.org/10.1016/j.fct.2019.02.043 SN - 0278-6915 SN - 1873-6351 VL - 127 SP - 89 EP - 100 PB - Elsevier AN - OPUS4-47532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -