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拉曼在文物研究领域中的应用潜力

发表时间:2017-12-23 09:20

  拿到一件疑似古董的物件,我们的第一反应往往都是“这是不是真的?”相信每一个人走进博物馆的都想了解文物背后的历史故事。

  故宫博物院、秦始皇兵马俑博物馆……中国拥有4000多家博物馆,难以计数的珍贵文物。这些文物年代久远、保存环境也不尽相同,其复杂程度让文物鉴定研究行业充满了许多未知的挑战。

     在很长一段时间,文物研究或者鉴定全凭人的眼睛,人几乎占据了决定性的因素,但是随着科学技术的发展,越来越多的分析手段可以给出更丰富的信息。现在,不管是国际上还是国内,用科学仪器做文物鉴定已经不是新鲜事了。

  各种分析方法在文物研究领域均有应用,文物研究是一门应用科学,需要做很多的分析工作,包括很多大型的设备,尽管我们不可能一一购买,但是在实际研究过程中也会用到。

  随着现代科技的发展,许多无损光谱技术被引入到文物分析和保护领域,以获取文物产地来源、制造年代、工艺以及病害机理等相关信息。“比如,拉曼光谱就是一种适合文物研究的无损的分析手段。”

  拉曼在文物研究中具有“得天独厚”的优势

   

  拉曼光谱是一种以拉曼散射为基础的分子光谱分析方法,文物界选择拉曼,正是看中了其“得天独厚”的优势—无损。而且拉曼光谱样品需求量少,具有高的空间分辨率,检测过程简单,越来越多的被应用在文物研究领域。

      拉曼光谱是一种散射光谱,它是1928年印度物理学家C. V. Raman发现的。拉曼光谱作为一种物质结构的分析测试手段首先在科学研究中被广泛应用。随着技术的进步,理论的深入,目前拉曼光谱已广泛应用于材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域,并逐步走入人们的生活。拉曼光谱在考古物质的鉴定和研究中的应用近几年非常活跃,这是社会科学与自然科学的一个结合,其意义是不言自明的。本文详细综述了该技术在考古研究中的许多应用。

    拉曼光谱作为分子水平的测试手段,有其独特的优点。显微拉曼光谱以光子为探针进行的测量,是无损无接触的测量,这对文物公安法学应用是极为重要的,其次,它获得的样品的振动谱信息丰富很容易识别,所以称为指纹谱,由此进行的鉴定区分识别是十分可靠准确的。第三,用现代显微拉曼可以进行微区分析,剖面分析获得少量包裹物的信息,如矿物产品是否有人工填充、造假。第四,它与X光荧光、电镜XPS等手段比,获得的信息是分子水平的信息,而不是单个原子的信息。

  拉曼光谱技术的进步为它进入考古、文物鉴定领域打下了基础。在考古陶瓷的鉴定中拉曼能从陶瓷本体的矿物成分构成,产地特征材料及彩釉的成分得到古陶瓷产地、当时的制作工艺等有用信息。对古代染料的研究除了解当时的重要信息外,对鉴别文物的真伪,保护、修缮也提供了重要依据。在宝玉石的鉴定中,显微拉曼尤其显得重要,除能在指纹谱识别真假,不同类型宝石在微小区域里的填充物也逃不出显微的测量。从包裹物的测量则可了解宝玉的产地,亦或是否为人工制造。


适用于文物鉴定、宝石检测的拉曼光谱仪

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