Van den Berg deed zijn onderzoek in het kader van het NWO-programma MOLART (over moleculaire verouderingsprocessen in kunstwerken). Hij heeft een model ontwikkeld waarmee de effecten van de chemische processen goed kunnen worden begrepen. ‘Deskundigen in onze wereld beschouwen dit als een echte doorbraak,’ zegt promotor professor Jaap Boon.

Bij het drogen van de verf vormt zich een plastische verffilm die bestaat uit polymere netwerken waarin de pigmentdeeltjes vastgehouden worden. Deze netwerken ontstaan door reactie van zuurstof uit de lucht met de meervoudig onverzadigde vetzuren in de triacylglycerolen van de drogende olie. De gevormde verffilm is echter niet stabiel en reageert verder onder invloed van vocht uit het milieu. In feite wordt de verffilm weer afgebroken in de nu onderling verbonden vetzure delen en vrij glycerol, dat verdampt. Omdat traditionele verf meestal rijk is aan lood, vormt zich gewoonlijk door reactie van de zuurgroepen van de overgebleven vetzure netwerken en de loodionen een zogeheten ionomeer netwerk. Dit proces leidt in vijftig tot honderd jaar tot een harde film, die bros is en craquelures gaat vertonen.

Van den Berg heeft deze gedachte, vervat in een theoretisch model, getoetst aan een groot aantal (model)verfsystemen. Afhankelijk van het type verf en milieuinvloeden kunnen ook de ionomere systemen onstabiel worden, waardoor de verzadigde vetzuren in de loop van de tijd in een vrije en mobiele toestand raken. Restauratoren zijn bij vernisafname of schoonmaak met oplosmiddelen zeer beducht om deze vetzuurcomponenten uit de verouderde verf van het schilderij te verliezen. Daarnaast kunnen de vetzuren naar het verfoppervlak bewegen, waar ze kristallen vormen die als witte uitslag zichtbaar zijn. Ook verdampen ze uit het schilderij en slaan ze neer op het glas dat tegenwoordig vaak wordt aangebracht vóór het schilderij.

Van den Berg heeft ook naar praktijkgevallen gekeken waaronder gegrondeerde doeken van de 19e-eeuwse Amerikaanse schilder Frederic E. Church en werken van de 20e-eeuwse Amerikaanse schilder Frank Stella. Op die schilderijen zitten witte vlekken, die blijken te bestaan uit kristallen van vrije vetzuren. In het eerste geval is verregaande hydrolyse opgetreden in de bovenste (te) olierijke verflaag, waardoor een aanzienlijk deel van de vetzuren niet in ionomere structuren is ingevangen. In het tweede geval blijken de vetzuren niet ingevangen te kunnen worden door het ontbreken van pigmentdeeltjes waaraan ze zich hadden kunnen hechten. Het recept van de verf speelt bij de veroudering dus een grote rol, maar de details daarvan konden schilders in het verleden niet weten. Door dit nieuwe inzicht in de chemie van olieverf kunnen restauratoren wel beter inschatten hoe ze schilderijen moeten behandelen, zeker nu ze de mogelijkheid hebben om de interne chemie van het kunstwerk vooraf te verkennen.