1. 서 론
금속 문화유산 및 미술품의 상태조사와 안전진단에 활용되는 방법은 크게 육안관찰, 사진 촬영, 현미경 조사와 같은 광학적 조사 방법과 X-선, 감마선 등의 에너지를 이용하여 용접선, 주조결함 및 과거 수리 흔적 등을 밝혀내는 기법으로 나눌 수 있다. 이러한 조사 방법들은 이미 오랜 기간 동안 사용되어 왔으며, 금속의 손상 원인과 유형을 파악하기 위해 부식생성물을 식별하는 다양한 과학 분석 방법이 포함된다.
특히, 휴대용 분석법은 문화유산 및 미술품 보존에 중요한 역할을 하고 있으며, 색도 분석과 휴대용 XRF(X선 형광 분석기)는 신속하고 간편하게 측정할 수 있어 통계 데이터를 비교하고, 분석하는 데 매우 유용하다. 이러한 기술을 활용하면 금속 부식생성물의 색상과 합금 조성을 특성화할 수 있으며, 샘플링이나 유물의 이동 없이도 현장에서 중요한 1차 데이터를 획득할 수 있다.
부식생성물의 색상 변화와 특성화에 관한 연구는 여러 연구자들에 의해 활발히 진행되고 있으며(Strandberg and Johansson, 1997; Franceschi et al., 2006; Goidanich et al., 2010; Goidanich et al., 2011; Gianni et al., 2014; Devogelaere, 2017; Leygraf et al., 2019), 최근에는 휴대용 XRF를 통해 금속 부식생성물의 식별 및 정량적 평가가 이루어지고 있다(Robotti et al., 2018; Sebar et al., 2021; Kwon and Cho, 2024). 이러한 발전은 기존의 실험실 중심 연구를 넘어, 현재는 휴대용 Raman 분광기를 이용한 현장 적용으로 확장되고 있다(Colomban et al., 2011; Aramendia et al., 2012; Rosaki and Vandenabeele, 2021; Sebar et al., 2021; Porcu et al., 2022; Jehlička and Culha, 2022; Kwon and Cho, 2024).
건축 및 산업 현장에서 활용되고 있는 휴대용 기반의 비파괴 조사 방법은 문화유산에도 응용되고 있다. 예를 들어, 후방산란 X선 영상 분석은 고대 벽화 및 청동 유물의 복원 및 기법 연구에 유용하게 사용되며, 국내에서도 옛 전남도청의 탄흔 조사에 적용된 바 있다(Harding and Harding, 2010; Lee et al., 2023). 유사하게, 항공우주 분야에서 금속 및 복합재 구조의 결함을 탐지하는 전단 검사(Shearography) 또한 상태 진단 및 복원 부위의 객관적 평가에 활용되고 있다(Klausmeyer et al., 2016; Gatto et al., 2021; Tao, et al., 2023). 특히, 렘브란트(Rembrandt van Rijn, 1606-1669)의 명화 ‘야경(The night watch, 1640-1642)’의 원본 캔버스와 1975년에 복원된 캔버스 간의 접착 상태를 진단⋅평가하기 위해 사용되었다.
초음파 위상 배열 검사(Phased Array Ultrasonic Test), 열화상(Thermography), 초분광(Hyperspectral) 등의 조사 방법은 금속의 상태진단 및 부식생성물 식별에 중요하게 활용되며(Orazi et al., 2011; Azéma et al., 2013; Catelli et al., 2018a; Catelli et al., 2018b; Catellia et al., 2020), 금속 유물의 코팅제 및 페인트층의 부식 저항성, 코팅 효과 분석을 위해 전기화학 임피던스 분광법(EIS), MID FT-IR 등의 기술이 사용된다(Barat et al., 2019; Sciutto et al., 2020; Yiming et al., 2019; Petiti et al., 2020). 이러한 휴대용 분석법은 문화유산 및 미술품의 보존과 연구에 필수적인 도구로 자리 잡고 있다.
특히, 1970년대 이후, 유럽을 비롯한 서구권에는 대기오염의 영향으로 야외 청동 조형물의 보존 문제에 대한 인식이 높아졌다. 이에 따라 청동 조형물의 외형 변화에 대한 가치 평가는 더욱 중요해졌으며, 미래의 시각적 변화(파티나의 색상 및 형태)를 예측하고 이를 보존하기 위한 다양한 접근 방식이 모색되고 있다. 이러한 접근은 정서적(연속성, 정체성, 상징적 가치 등), 문화적(역사적, 과학적, 미학적, 예술적, 시대적 가치 등), 사용 가치(기능적, 경제적, 사회적, 정치적 가치)를 모두 고려해야 하며, 새로운 예술품은 부식성 환경에 대한 예방 조치와 유지 관리 프로그램이 필수적으로 수립되어야 한다. 이러한 통합적 접근은 근현대 문화유산 및 미술품의 지속 가능한 보존을 위한 필수적인 요소로 작용할 것이다(Strandberg, 1997).
본 연구에서는 야외 청동 조형물의 색상, 부식생성물, 내부 결함 및 코팅 재료를 특성화하기 위한 휴대용 분석법을 활용하여 상태를 진단하였다. 이러한 진단 결과는 다양한 변수를 고려한 청동 조형물의 보존상태를 체계적으로 파악하는 데 기여하며, 향후 유사한 근현대 문화유산의 효율적인 보존 및 복원 방안을 마련하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 것이다.
2. 연구대상 및 분석 방법
본 연구의 대상작품인 김창희(1938∼)의 “6.25. 실향가족(1978년/198×80×60 cm)”은 민족의 비극적 사건인 한국 전쟁을 배경으로 하여, 어머니와 두 아이의 처절한 움직임을 구현하고 있다. 작품은 외부의 공포와 함께 아이들의 심리적 상태까지도 전달하고 있으며, 고향을 잃은 슬픔과 이산가족의 슬픔을 느끼게 한다(Figure 1).
“6.25. 실향가족”은 야외 전시로 인해 외부 환경의 오염으로 작품 표면에 부식생성물이 발생한 상태이며, 암녹색, 청색, 검은색, 백색 등의 색상이 종방향으로 길게 흘러내린 형태의 얼룩이 관찰되었다. 오목한 부분에서는 에메랄드색의 부식생성물이 관찰되었고, 일부는 용접 및 주조 결함을 중심으로 부식생성물이 관찰된다. 본 연구에서는 표면 부식생성물의 각 색상별 분석을 위해 다음과 같은 휴대용 분석법을 적용하였다.
육안관찰을 위해 카메라 근접촬영(Canon EOS 5D Mark Ⅳ, Canon, JPN) 및 광학현미경(RH-2000, Hirox, JPN)을 사용하여 형태를 관찰하였으며, 분광측색계(CM-700d, Minolta, JPN)를 이용해 부식생성물의 색상 변화를 객관적으로 확인하였다.
부식생성물의 화학 조성 분석은 휴대용 X선 형광분석기(DPO-2000, Olympus, USA)를 이용하여 실시하였다. 분석 조건은 Collimator size 10 mm, 40 kV Alumina filter 10 sec, 8 kV No filter 30 sec로 설정하였으며, 검출된 원소의 함량(PPM, wt%)은 백분율로 환산하였다.
부식생성물 분석을 위해 휴대용 Raman(i-Raman Pro, B&W Tek, USA)분석을 실시하였으며, 분광분석 조건은 532 nm 파장의 laser를 광원으로 사용하고, 스캔 범위는 3500∼200 cm-1, 기준 분해능은 8 cm-1로 설정하였다.
바탕금속 표면에서 관찰되는 주조결함, 용접, 보수 흔적에 대한 단면 분석은 32채널을 제공하는 초음파 탐상기(omniscan X3, OLYMPUS, CAN)를 이용하였다. 본 연구에서는 위상 배열 초음파 탐상(PAUT, Phased Array Ultrasonic Test)을 실시하였으며 A-Scan과 S-Scan의 복합 스캔을 사용하여 표면 탐상을 진행하였다.
3. 분석 결과
3.1. 광학 및 색도 분석
본 연구의 대상인 “6.25. 실향가족” 청동 조형물의 파티나 표면은 밝은 녹색과 어두운 녹색의 줄무늬 얼룩으로 구분되었으며, 전체적으로 표면은 편평하고 치밀한 상태로 확인되었다(Figure 2). 현미경 관찰 결과, 밝은 녹색의 파티나 층은 어두운 녹색의 파티나 층에 비해 표면이 덜 치밀하며, 일부 구멍이 있는 다공성의 표면층이 관찰되었다. 색도 분석 결과에서는 밝기(L*)에서 밝은 녹색의 파티나 층이 46.04∼55.31로 나타난 반면, 어두운 녹색의 파티나 층은 45.62∼53.48로 측정되어 전체적으로 0.42∼3.7 정도 높게 나타났다. 또한, 녹색을 나타내는 a* 값은 밝은 녹색의 파티나 층이 대부분 -0.31∼-1.41 범위로 녹색에 더욱 가까운 것으로 확인되었다. 황색을 나타내는 b* 값은 밝은 녹색의 파티나 층에서 0.09∼0.44 범위에 있어 황색에 더 가까운 것으로 나타났다(Table 1).
일반적으로 수십 년 동안 노출된 구리 및 구리합금의 파티나는 두께, 색상(흑색∼연녹색), 줄무늬, 얼룩 등 다양한 형태의 경향을 보인다. 특히, 어두운 녹색(검은색)과 밝은 녹색의 줄무늬가 고르지 않게 번갈아 나타나는 경향이 있다. 빗물에 다수 노출된 영역은 밝은 녹색을 띠는 반면, 비를 피할 수 있는 보호된 영역에서는 부분적으로 파편, 그을음, 오염 물질과 같은 외부로부터 유입된 이물질의 퇴적 형태로 어두운 녹색을 띠게 된다. 외부 이물질에 존재하는 용해성 및 흡습성 염(Cl-)은 고습한 환경에서 추가적인 부식을 촉진할 수 있다(Strandberg, 1997; English Heritage, 2012).
구리와 구리합금의 색상은 광학적 측면에서 산화층(Cu2O)과 바탕층 사이의 경계면, 그리고 산화된 피막 표면에서 발생하는 다중 반사의 관점에서 설명할 수 있다. 반사되는 빛의 색상은 산화층(Cu2O)의 두께에 크게 의존하며, 두께가 달라짐에 따라 반사되는 파장이 변화한다. 따라서 구리 및 구리합금의 색상 변화는 입사광에 의해 발생하는 반사광의 색상 변화에 따라 결정되며, 이는 재료의 유전함수(dielectric functions)에 의해 영향을 받는다 (Kim et al., 2021).
가시광선 스펙트럼에서 물체는 반사하는 빛의 양에 따라 색상이 달라진다. 모든 빛이 반사되면 물체는 흰색으로 보이고, 모든 빛이 흡수되면 검은색으로 나타난다. 특정 파장의 빛만이 흡수될 경우(예: 주황색, 595∼605 nm), 물체는 감법 혼색(subtractive colour)의 혼합에 따라 보색(녹색-파란색, 480∼490 nm)을 나타낸다(Leygraf et al., 2019). 스펙트럼의 한쪽 끝은 강하게 흡수되고, 반대편 끝은 약하게 흡수되는 현상은 금속의 특유한 색상을 만들어낸다(Zahner, 2020). 이러한 특성으로 인해 순수한 구리 금속의 광택, cuprite의 흑갈색 그리고 부식된 파티나의 청록색은 모두 감법 혼색 혼합의 결과이다(Leygraf et al., 2019).
구리 및 구리합금의 색상을 나타내는 또 다른 이유는 반사광과 입사광의 가시광선 스펙트럼간의 차이이다. 구리 및 구리합금은 단파장에서 높은 흡수율을 보이고, 장파장에서는 높은 반사율로 인해 황적색을 띠게 된다. 합금 원소의 종류에 따라 전자 자극과 진동 주파수가 달라지며, 이로 인해 각 합금은 시각적으로 매우 다른 특성을 보인다. 즉, Cu의 진동 주파수는 Au보다 낮은 에너지를 가지므로, 구리에서 황적색이 더 많이 나타나는 이유이다(Leygraf et al., 2019).
구리 및 구리합금은 대기 노출 초기 단계에서 cuprite층의 형성으로 인해 어두워지며, 이는 환경적 요인과는 무관한 광학적 특성이다. 또한, 파티나의 외곽 층에 형성된 Cu²⁺ 이온은 청록색을 나타내며, 이는 brochantite, atacamite와 같은 주요 부식생성물에서 변하지 않는 특유의 색상을 유지한다. 이 청록색은 환경에 영향을 받지 않으며, Cu²⁺ 이온을 포함하는 파티나 층이 cuprite 층을 덮기 위해서는 최소 12 μm 두께가 필요하다. 다양한 합금 원소의 첨가는 금속의 결정 구조와 광 흡수도를 변화시켜 색상에도 영향을 미친다. 예를 들어, 용융된 Cu에 Zn을 첨가하면, 구리 원자와 함께 용해되어 황색으로 변하게 된다(Zahner, 2020).
3.2. 휴대용 Raman 분석
3.2.1. 줄무늬 파티나
휴대용 Raman 분광기를 이용하여 분석한 결과, 밝은 녹색과 어두운 녹색의 줄무늬 파티나의 모든 영역에서 216∼221, 970∼972, 478 cm-1 특성 피크가 확인되었으며, 이는 산화구리(cuprite) 및 염기성 황산구리 부식생성물로 식별되었다(Figure 2, 3). Cuprite(Cu2O)는 대기 중에 노출된 구리합금에서 가장 일반적인 부식생성물로 금속 표면에 붉은색 또는 적갈색으로 형성되며, 녹색의 염기성 황산구리 부식생성물과 함께 혼재되어 나타나기도 한다. 이러한 현상은 구리 합금의 복잡한 부식 과정에서 다양한 화학 종들이 상호작용하고 있음을 시사한다. 그러나 brochantite(Cu4SO4(OH)6), antlerite(Cu3SO4(OH)4) 및 chalcanthite(CuSO4⋅5H2O)와 같은 주요 염기성 황산구리의 피크(970∼972 cm-1)는 전체적인 밴드 형태가 유사하여 식별에 어려운 특징이 있다. 기존 연구에서도 황산구리 부식생성물의 전체적인 밴드 형태가 유사함에 따라, 특정 밴드(400∼420 cm-1, 1000∼1100 cm-1)를 통해 antlerite와 brochantite를 구별하는 방법이 제시되었으며(Frost, 2003; Kwon and Cho, 2024), 측정 환경을 제어하여(예:실온보다 높은 온도) 이들 간의 구분을 시도한 바 있다(Tomasini et al., 2021).
염기성 황산구리는 대기 중의 SO2 가스와 산성비가 존재하는 도시와 산업화된 환경에서 청동 조형물에 존재하는 녹색 파티나의 주요 성분이다(Scott 2002; Hayez et al., 2004; Catelli et al., 2018a). 일반적으로 황산염은 세 가지 주요 경로로 공급된다: 첫째, 빗물에 의해 직접 공급(빗물의 황산염 농도는 약 0.1∼15 ppm), 둘째, 대기 중의 수분층 내 SO2의 흡착 및 산화, 마지막으로 대기 중의 황산염 미립자로부터 공급된다(Fitzgerald et al., 1998). SO2의 침착률은 대기에 따라 다르며(농촌: 0∼10, 도시: 10∼100, 공업 지역: 100∼200 mg/(m2⋅day)), 표면의 특성과 형상에 따라 크게 변화한다. 특히, 구리 표면의 SO2 침착은 상대 습도의 영향을 크게 받는다(Fitzgerald et al., 1998).
따라서 antlerite(pH 2.8∼3.5)는 brochantite(pH 3.5∼6.5)보다 더 오염된 환경에서 생성되므로, 구리합금의 손상에 특히 유의해야 한다. 이는 야외 청동 조형물의 파티나가 용해되어 작품에 줄무늬 및 표면 손상을 초래할 수 있기 때문이다(Scott, 2002; Giesriegl et al., 2023).
3.2.2. 요철 부분
작품의 구조 특성상 일부 요철 부분에서 에메랄드 녹색의 부식생성물이 확인되었으며, 분석결과 염화구리 부식생성물인 atacamite(Cu2Cl(OH3)의 특성 피크(3355, 508 cm-1)가 확인되었다(Figure 3, 4).
염화 이온은 구리 및 구리합금의 대기 부식에 강한 영향을 미치며, 야외 청동 조형물의 안정성과 보존에 있어 가장 위험한 부식 인자로 알려져 있다. 염화 제1 구리인 nantokite(CuCl)는 일반적으로 청동 표면에 인접하여 성장하며, 이 과정에서 발생하는 ‘청동병(bronze disease)’이라고 알려진 사이클링 및 자가공급된 비가역적 부식 과정을 초래하여 청동을 공격하고 내부적으로 손상을 발생시킨다. 수분과 산소는 청동 염화물의 부피를 팽창시키고, paratacamite(Cu2Cl(OH3))와 같은 copper trihydroxychloride로의 변화를 유도한다(Strandberg, 1997; Scott, 2002; Catelli, et al., 2018a).
Paratacamite는 nantokite보다 부피가 더 크며, 각각의 몰(mol)의 부피가 nantokite의 23.88 cm3/mol에 비해 61.02 cm3/mol로 약 3배에 해당한다. 이로인해 nantokite에서 paratacamite와 같은 copper trihydroxychloride의 변환은 상당한 부피 팽창을 수반한다. 이러한 염화물 파티나의 지속적인 부피 팽창은 청동 조형물의 외형을 변형시킬 뿐만 아니라 내부에 물리적 응력을 유발할 수 있으며, 내부 층과 외곽 층 사이의 결합력을 약화시키고 균열 등을 발생시킬 수 있다(Zhang, et al., 2014; Albini et al., 2018; Kwon, 2023).
따라서 염화물 파티나의 생성 여부를 모니터링하고, 조기에 발견하여 보존처리를 하는 것이 매우 중요하다. 특히, 미적⋅역사적 가치를 지닌 염기성 황산구리 파티나는 보호층을 형성하므로 보존이 필요하지만, 염화물 파티나는 청동 조형물에 대한 주요 활성 부식 인자로 작용하여, 이들 부식생성물을 제거하거나 안정화 처리를 해야한다(Kwon, 2023).
3.2.3. 코팅층
작품 표면의 모든 파티나 층에서 2842∼2886 cm-1 등 야외 청동 조형물에서 자주 사용되는 왁스(wax)의 특성 피크가 강하게 나타났다(Figure 3). 이는 과거 보존처리 시 왁스 코팅이 이루어졌음을 시사한다. 일반적으로 왁스와 같은 유기화합물의 분석 및 서로 다른 코팅제를 식별하기 위해 FT-IR과 GC-MS와 같은 분석 방법이 주로 사용되지만, 최근에는 Raman 또한 가능해졌다(Privitera et al., 2021; Apchain et al., 2021; Sebar et al., 2022; Bergamont et al., 2022; Schiattone et al., 2024). 특히, Micro-Raman 분광기를 이용하여 여러 종류의 왁스를 식별할 수 있었으나, 실제 유물에 잔존해 있는 왁스의 유형을 정확히 구분하지는 못했다(Bergamont et al., 2022). 이처럼 왁스의 유형에 따라 보호 및 미적 효과가 다를 수 있으므로, 컨서베이터(conservator)는 적절한 코팅제 선택 및 적용 방법에 대한 정보를 활용하여 보다 효과적인 보존 관리 방안을 수립할 수 있다. 또한, 특정 코팅 재료를 식별하는 것은 컨서베이터가 적합한 코팅제를 선택하는 데 큰 도움이 된다. 기존의 코팅제 종류를 분석하면 클리닝 과정에서 코팅제 표면에 나타날 수 있는 백화현상(blanching), 특정 왁스의 포화 또는 결정화 등 다양한 현상을 이해하는 데 기여할 수 있다(Considine et al., 2010).
3.3. 휴대용 XRF 분석
밝은 녹색과 어두운 녹색의 줄무늬 파티나의 휴대용 XRF 분석 결과, Cu, Zn, Sn의 화학조성이 전반적으로 증가한 반면, Pb의 함량은 상대적으로 감소한 것으로 나타났다(Table 2). 그러나 Cu-Zn-Sn-Pb 청동의 부식 메커니즘 및 선행연구에 따르면, 일반적으로 부식 과정에서 화학조성이 변화할 때 Cu, Zn은 감소하고, Sn은 상대적으로 증가하는 경향이 있다고 알려져 있다(Chiavari et al., 2007; Piccardo et al., 2007; Robbiola et al., 2008; Bernardi et al., 2009; Chiavari et al., 2010; Papadopoulou et al., 2014; Masi et al., 2017, Kwon, 2023; Kwon and Cho, 2023).
Cu, Zn의 감소는 청동 내부에서 발생하는 탈 구리(decuprification) 및 탈 아연(dezincification) 과정에 따른 것으로, 이 과정에서 Cu와 Zn 이온이 선택적으로 용해된다. 이때 양이온은 합금 내부에서 파티나를 통해 대기와의 경계면 방향으로 이동하고, 음이온은 합금 내부로 이동하게 된다(Fitzgerald et al., 2002; Chiavari et al., 2007; Papadopoulou et al., 2014; Kwon, 2023; Kwon and Cho, 2023). 따라서 본 연구의 분석결과는 파티나 표면에서 Cu, Zn의 조성이 증가한 것과 관련이 있으며, 이는 부식 과정에서 이들 원소가 선택적으로 용해되었음을 시사한다. 반면, Sn은 불용성 부식생성물로 농축되어 파티나층을 형성하고, 부동태화되면서 파티나의 안정화 역할을 한다고 알려져 있다(Piccardo et al., 2007; Chiavari et al., 2010; Kwon, 2023; Kwon and Cho, 2023). Sn과 Pb는 상대적으로 깊은 위치에서 측정되므로, 이들의 조성 변화가 표면 분석결과에 미치는 영향은 제한적일 수 있다.
또한, 파티나 표면의 XRF 분석은 Beer-Lambert 법칙에 따라 화학 원소에 따라 측정 깊이가 다르기 때문에, Cu와 Zn의 측정은 약 200∼300 μm 깊이에서 이루어지며, Sn과 Pb는 약 1 mm 깊이 이상에서 측정된다(Arli et al., 2020; Kwon and Cho, 2024). 하지만 아쉽게도 본 연구의 대상 작품의 파티나 층 두께를 측정할 수 없었기 때문에, 이로 인해 분석 결과의 해석에 한계가 있을 수 있다.
3.4. 초음파 조사
용접부로 추정되는 부분에 대한 초음파 탐상 결과, ‘좌측 팔’의 분석 위치에서는 약 4 mm 깊이에 약 58% 크기의 반사 지시가 확인되었으며(Figure 5의 a, c), ‘아이의 무릎’ 분석 위치에서는 약 6 mm 깊이에 약 51% 크기의 반사 지시가 관찰되었다(Figure 5의 b, d). 해당 반사 지시는 작품 표면에서 관찰되는 균열과는 관련이 없는 내부의 반사 지시로 판단된다. 초음파 탐상을 통해 내부 용접부에 결함이 존재하는 것은 확인이 되었으나, 결함의 구체적인 종류를 특정하는 데에는 한계가 있다. 따라서 향후 방사선 투과검사와의 비교 분석을 통해 결함의 정확한 원인 조사 및 분류가 필요하다.
1970∼80년대 예술용 청동 조형물의 제작 시, 바탕 금속과 유사한 조성의 용접봉이 현장에서 제작되어 사용되었다. 이 과정에서 산소 용접으로 고온을 가해 용접부 주변의 색상이 바탕 금속과 다르게 나타나거나, 일부 기공 등의 결함이 발생하기도 하였다(Kwon et al., 2023). 특히, 당시 제작 여건을 고려할 때, 주조 형틀의 손상과 균열을 보강하기 위해 주로 용접 기술이 사용되었으며, 이로 인해 현재 관찰된 용접 결함 또는 이전의 결함부가 형성된 것으로 추정된다.
4. 결 론
본 연구는 야외 청동 조형물인 김창희의 “6.25. 실향가족”의 보존 상태를 휴대용 분석법을 사용하여 체계적으로 진단⋅평가하였으며, 이를 통해 향후 보존 및 복원 방향을 제시하는 데 목적을 두었다. 연구에서는 다양한 분석 기술을 활용하여 청동 조형물의 표면 파티나, 부식생성물, 내부 결함 및 코팅 재료의 특성을 폭넓게 파악하였다.
특히, “6.25. 실향가족”의 파티나 표면은 밝은 녹색과 어두운 녹색의 줄무늬가 형성되었고, 밝은 녹색의 다공성 파티나 층은 어두운 층에 비해 덜 치밀한 특성을 보였다. 휴대용 Raman 분석으로 산화구리(cuprite)와 염기성 황산구리 부식생성물이 확인되었고, 요철 부분에서는 염화구리 부식생성물인 atacamite가 발견되었다.
휴대용 XRF 분석을 통해 Cu, Zn, Sn 조성이 증가하고 Pb는 감소한다는 결과는 이들 원소가 부식 과정에서 선택적으로 용해되고 농축된 것을 시사한다. 이러한 결과는 청동 조형물이 환경적 요인에 의해 복잡한 부식 과정이 진행되고 있으며, 이 복합적인 부식 메커니즘이 파티나의 형성에 영향을 미친다는 점을 강조한다.
또한, 작품 전체의 파티나에서 왁스의 특성 피크가 관찰되어, 보존처리 시 사용된 코팅제를 식별할 수 있었다. 이는 컨서베이터(conservator)가 재 보존처리를 할 때 적합한 방법과 재료를 선택하는 데 큰 도움이 될 것이다. 초음파 탐상을 통해 용접부 주변의 내부 결함이 확인되었으나, 결함의 정확한 특성을 특정하는 데는 한계가 있었다. 이는 1970-80년대 조형물 제작 당시의 제조 공정 및 용접 기술과 관련이 있을 것으로 보인다. 향후 방사선 투과검사와 같은 추가 분석을 통해 결함의 원인을 구체적으로 파악할 필요가 있다.
본 연구는 다양한 휴대용 분석기술을 활용하여 파티나와 부식생성물의 특성을 명확히 파악함으로써, 청동 조 물의 복원 시 부식 메커니즘과 코팅 재료의 이력을 반영한 보다 체계적이고 효과적인 보존 전략을 수립하는 데 기여할 것으로 기대된다. 특히, 조사 결과를 통해 확인된 특정 왁스의 존재와 식별된 부식생성물 유형은 보존처리를 도울 수 있는 중요한 정보를 제공하며, 향후 유사한 근현대 문화유산 및 미술품 보존⋅복원 프로젝트에서도 중요한 지침이 될 것이다. 기술의 발전은 현장의 휴대용 분석법을 통한 실질적인 데이터를 제공하여, 문화유산의 과학적 조사와 보존 전략이 체계적으로 수립될 수 있도록 기초 자료로 활용될 것이다.
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