西北大学文化遗产学院文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室
- 作品数：29 被引量：118H指数：8
- 相关作者：董欣欣更多>>
- 相关机构：中国科学院青藏高原研究所中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院地质与地球物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市科委课题北京市优秀人才培养资助更多>>
- 相关领域：历史地理理学化学工程建筑科学更多>>
- 便携式高光谱感应器在有机胶料无损分析中的应用初探被引量：3
- 2021年
- 文物和艺术品的无损分析是文化遗产科技保护的重点和难点。该研究使用了一种遥感领域的地物光谱仪——便携式全波段高光谱感应器(Analytical Spectral Devices FieldSpec FR Pro 3)分析文物中常用的有机胶料。这种高光谱感应器可以在0.2 s内获得一个350~2500 nm全波段反射光谱,其波段涵盖了可见光、近红外和短波红外三个区域。该研究选取蛋黄、兔皮胶、亚麻籽油三种中西方古代、现代常用的胶结物作为研究对象,分别以单组分、与不同颜料的混合物两种形式来验证该设备无损分析的可靠性和实用性。首先按照传统绘画技法,使用四种不同颜料与上述胶结物的组合制备彩绘样品。待样品完全干燥后,使用探头直接接触法获取光谱信息,并利用相关软件进行数据处理。实验发现,由于物化本质不同,这三种胶结物的反射光谱在波长1100~2400 nm范围内的特征信息差异最为显著。当胶料与无机颜料混合后,这三种有机物的吸收峰位置相对于单组分出现了相同的三种变化:(1)波长1507 nm处的肩峰消失;(2)波长约为1943~1922 nm处的宽峰偏移;(3)位于波长2050 nm处的原N—H伸展和弯曲合频峰向右移动了约(20~2070 nm)。值得注意的是,C—H合频和倍频峰在单组分与混合物光谱中的位置保持一致。这一系列谱图变化规律使得从混合物中鉴别胶料具有了可能性。尽管在某些情况下,和其他光谱分析技术类似,混合后无机颜料和有机胶料吸收峰之间的相互干扰会影响胶料的鉴定,但利用其一阶导数光谱能够协助各组分的准确表征。结果表明,该高光谱感应器能够有效鉴别有机胶料;这种快速、无损的分析方法不仅在实验室成分分析中具有可行性,而且其便携的特点也适用于文物保护与修复现场的快速分析,具有较好的实用性。
- 王聪Mara Camaiti铁付德赵西晨曹颐戬
- 关键词：反射光谱文物保护无损检测
- 太平天国侍王府壁画制作材料的光谱学分析
- 2024年
- 金华侍王府壁画是我国南方殿堂壁画的典型代表,也是太平天国时期保存最完整、绘画最多的壁画遗存。由于地处南方潮湿地区,侍王府壁画在环境因素的影响下,出现了多种病害,保存状况不容乐观。为了保护好这一重要壁画遗存,需要对壁画的制作材料进行科学研究。利用手持式X射线荧光光谱仪(pXRF)和便携式拉曼光谱仪(Raman)在现场开展原位无损分析,初步查明壁画红色颜料使用了朱砂(HgS)和铁红(Fe_(2)O_(3)),白色颜料主要为方解石(CaCO_(3)),其他颜料受分析条件的限制,未能检测出显色成分。通过微损取样获得颜料样品和地仗样品若干,在实验室利用显微红外光谱(μ-FTIR)、X射线衍射(XRD)、显微拉曼光谱(μ-Raman)、热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)等光谱分析技术对蓝绿色颜料、地仗成分、胶结材料类型、纤维种类等开展分析研究,结果表明:蓝色颜料为乾隆中后期传入中国并大量使用的第一个现代合成颜料普鲁士蓝(Fe_(4)[Fe(CN)_(6)]_(3)),绿色颜料有三种,包括人造氯铜矿[Cu_(2)Cl(OH)_(3)],巴黎绿颜料的变色产物氯砷钠铜石[NaCaCu_(5)(AsO_(4))_(4)Cl·5H_(2)O],还有首次在我国发现的锥绿铅铜矿[Pb_(21)Cu_(2)0Cl_(42)(OH)_(40)·6H_(2)O],但目前的研究还未见锥绿铅铜矿作为颜料使用的案例,我国境内也未见此类矿物的报道,认为侍王府壁画中发现的锥绿铅铜矿是其他含铜颜料变色的产物。Py-GC/MS研究结果表明,侍王府壁画颜料层中存在脯氨酸和羟脯氨酸,这是动物胶的主要成分,故侍王府壁画胶结材料使用了动物胶。通过计算壁画泥质地仗和石灰地仗样品中纤维的红外光谱特征峰比值R1(I_(1595)/I_(1105))和R^(2)(I_(1595)/I_(2900)),得出壁画泥质地仗中的纤维为苎麻纤维,石灰地仗中的纤维为棉花纤维。该研究为太平天国侍王府壁画颜料鉴定、修复材料选择及保护提供了科学依据。
- 水碧纹水碧纹于宗仁于宗仁赵金丽崔强
- 关键词：光谱分析壁画颜料纤维
- 微区光谱分析技术在文物颜料保护中的研究进展被引量：8
- 2021年
- 颜料是彩绘文物的重要物质组成和艺术表现形式,文物颜料的保护一直是文化遗产保护领域的热点和难点。文物具有不可再生的特性,文物颜料的原位、无损、微样本的准确分析是该类文物保护的重要工作。随着各种微束技术的进步,微区光谱分析技术以精准微区定位、快速光谱扫描的工作方式,在文物保护研究中具有独特的优势,因而其应用得到了快速发展。从颜料成分分析、颜料降解褪色分析、保护效果评价等方面探讨了微区X射线荧光光谱分析(μ-XRF)、微区激光诱导击穿光谱分析(μ-LIBS)、微区拉曼光谱分析(μ-Raman)、微区红外光谱分析(μ-FTIR)、微区X射线吸收近边结构光谱分析(μ-XANES)、微区时间分辨光致发光光谱分析(μ-TRPL)、微区褪色测试(μ-FT)等技术在彩绘文物颜料保护中的应用、特点及技术难点,并从消除测量干扰、改进测量装置、研发联合装置等方面展望了微区光谱技术的发展趋势。其中,μ-XRF,μ-LIBS,μ-Raman和μ-FTIR是目前颜料成分分析常用的微区光谱分析技术,而且μ-Raman和μ-FTIR在保护效果评价中应用广泛,μ-FTIR和μ-XRF还可用于颜料降解分析。常用微区光谱技术联用并结合PCA分析和相关分析技术不仅可以鉴别文物颜料,还能为文物产地、文物断代及其真伪鉴别提供科学依据。特别是μ-XANES,μ-TRPL和μ-FT等方法属于国际领先的文物颜料分析技术,对文物颜料降解产物鉴别和分布可视化分析、颜料的起源和历史、颜料粒子迁移相关的降解现象、颜料的耐光性等研究起着关键作用。然而,目前这些方法在国内文物保护领域应用很少。因此,该研究对于推动我国文物分析及文物保护的发展具有重要意义,为文物颜料的鉴定、保护和修复提供科学指导。
- 郑利平郑利平赵星
- 关键词：文物颜料微区分析光谱分析
- 常见污染气体对丝织品的破坏及保存状况评估研究
- 2019年
- 为了研究二氧化氮(NO_(2))、二氧化硫(SO_(2))、乙酸(HAc)、氨气(NH_(3))等博物馆常见污染气体对丝织品性能、结构的影响和评估出土丝织品文物保存状况,本文利用全自动色差计、傅里叶红外光谱仪、万能材料试验机和扫描电子显微镜对丝织品模拟样品的颜色、结构、强度和微观形貌进行了分析,对新疆阿斯塔那墓地出土的唐代早期绢类丝织品的结构和形貌进行了微损检测。实验结果表明:二氧化氮对丝织品颜色的影响和丝纤维微观形貌的破坏最明显,老化仅2小时色差值(ΔE)竟高达19.26,老化30小时后丝纤维产生明显断裂,而其他3种气体对其颜色和微观形貌影响较小;碱性气体对丝蛋白二级结构影响较小,酸性气体对其影响较大;4种气体老化后,丝织品强度损失的老化速率关系是二氧化氮=83倍二氧化硫=141倍乙酸=175倍氨气。阿斯塔那墓地出土的4件唐代早期绢类丝织品中,TAM#2样品保存状况最好,而TAM#3-2样品保存状况最差。该研究为丝织品文物的预防性保护、环境污染质量标准的制定及其保存状况的评估提供科学依据。
- 王丽琴王子铭由蕊高愚民曹美玲
- 关键词：丝织品污染气体
- 基于光谱分析技术的宣纸用铝盐施胶沉淀剂作用机理研究被引量：9
- 2018年
- 为了明确铝盐沉淀剂在书画宣纸表面施胶过程中的作用机理,利用Ferron逐时络合分光光谱、高场^(27 )Al核磁共振波谱(^(27 )Al-NMR)以及衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)研究了明矾(Alum)、聚合氯化铝(PAC)及聚合硫酸铝(PAS)三种常用铝盐施胶沉淀剂的水解聚合铝形态、与胶料混合后在宣纸表面施胶时的铝形态分布变化。(1)Ferron逐时络合分光光谱和^(27 )Al-NMR分析表明,明矾及聚合硫酸铝的水解产物主要为单核铝Al(H_2O)_6^(3+)(Al_1),AlSO_4^+和多核铝[Al_(30)O_8(OH)_(56)(H_2O)_(24)]^(18+)(Al_(30));聚合氯化铝除Al_1,Al_(30)外,还存在笼式结构的多核铝[AlO_4Al_(12)(OH)_(24)(H_2O)_(12)]^(7+)(Al_(13));(2)^(27 )Al-NMR分析表明,铝盐与明胶混合后单核铝、多核铝形态的共振峰强度均有所降低,结合ATR-FTIR分析结果可知,降低的各正价态水解聚合产物很可能与明胶微粒中羟基(—OH)或羧基(—COOH)产生了键合,形成了网状络合物,将原本带负电的明胶粒子转化为带正电的明胶粒子,促使明胶微粒沉淀在带负电的纤维表面,起到施胶沉淀剂的作用。施胶后,明胶胶原蛋白的羟基、一部分氨基和羧基与植物纤维表面的非离子区域的羧基能形成众多的分子间的氢键,提高宣纸抗水性。因此,Ferron逐时络合分光光度法、高场^(27 )Al-NMR及ATR-FTIR技术相结合可迅速判断各类铝盐沉淀剂在宣纸表面施胶过程中的化学形态变化,是研究施胶机理的有效手段。
- 何秋菊何秋菊张亚旭
- 关键词：宣纸施胶机理
- 陕西泾阳大堡子汉墓出土植物遗存分析
- 2024年
- 陕西泾阳大堡子墓地是西汉时期长陵邑周边的墓葬群,出土遗物丰富,对于研究西汉帝陵周边墓葬制度具有重要意义。目前考古资料表明关中地区在汉代是以粟作农业为主,但对谷物与伴随出土的器物之间的关系以及有关粮食种植的发展缺少针对性探讨。本研究对2021年发掘出土的陶仓、陶缸、陶灶、陶壶等陶具中的各类残留物,包括种子、植硅体及淀粉粒进行了分析,发现粟(Setariaitalica)的出现概率是最高的,其次为黍(Panicum miliaceum)、大麻(Cannabis sativa)、水稻(Oryza sativa)和小麦(Triticum aestivum),表明西汉时期研究区的农业生产应是以粟作农业为主的多作物利用体系。结合关中地区其他遗址的植物遗存研究,认为在作物种植条件、先民饮食传统、官方政治倡导等多因素影响下,汉代关中地区以粟为主的农业生产具有长时间的稳定性,而豆、麦种植呈现出波动发展。本研究为了解关中地区汉代谷物随葬传统和粮食种植发展等研究提供了新的资料。
- 曹家凤朱瑛培田多邵晶李静波马志坤
- 关键词：植硅体淀粉粒
- 一种湿固化聚氨酯的合成、表征及在文物中的应用被引量：2
- 2017年
- 研制了一种文物保护用湿固化聚氨酯加固剂,利用分光光度计、万能材料试验机等对其透光性、机械性能和吸水性进行了表征,并应用于出土竹笥和炭化宣纸的加固保护。实验结果表明,聚氨酯薄膜无色透明,可见光区透光率为90%;断裂延伸率高达351.09%;水浸泡24 h后吸水率达53.65%,干燥后未出现明显形变,韧性和质量基本恢复到浸泡前状态。加固后竹笥和炭化宣纸的机械性能显著提高,加固效果良好;炭化宣纸表面肉眼无法识别的字迹信息经多光谱摄影后清晰可见。该研究为高湿环境下脆弱有机质文物加固、炭化纸质文物字迹恢复提供了一条新的途径。
- 赵星王丽琴卞尚赵西晨董欣欣乔成全
- 关键词：湿固化聚氨酯加固剂高湿环境
- 拉曼光谱法鉴定文物及艺术品中染料的研究进展被引量：9
- 2016年
- 中国是丝绸之路的发源地,染色历史源远流长。文物及艺术品中的有机染料蕴含着制作年代、原料来源、染色工艺及保存状况等丰富的信息,但因染料成分复杂、含量低、易于降解,其鉴定一直是文物分析领域的难点。拉曼光谱作为一种指纹光谱在文物及艺术品中染料分析方面具有独特的优势。系统阐述了显微拉曼光谱法(MRS/μ-Raman)、近红外傅里叶变换拉曼光谱法(NIR-FT-Raman)、表面增强拉曼光谱法(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)法的原理、特点、局限性以及在染料鉴定中的研究进展和发展方向;分类归纳总结出了黄栀子、姜黄等染料的拉曼光谱特性;对比分析了紫茜素在采用不同波长激光器激发下的荧光现象;介绍了以自制的灰绿色银胶颗粒为基底,联合薄层色谱(TLC)分离技术及SERS鉴定茜草中的色素,表明银溶胶微粒产生的表面增强效应可显著降低拉曼光谱荧光背底。指出拉曼光谱作为一种快速、便捷的结构定性测试手段在文物和艺术品染料分析中应用前景广阔,提出多种拉曼光谱技术相结合、拉曼光谱技术与分离技术相结合以及拉曼光谱技术与远距离传导技术相结合是拉曼光谱技术的发展趋势。
- 何秋菊王丽琴
- 关键词：拉曼光谱文物艺术品染料
- 纳米TiO_2改性石质文物防水材料WD-10被引量：9
- 2015年
- 为了改善防水材料WD-10(主要成分十二烷基三甲氧基硅烷)对石质文物的保护效果,以KH550(氨丙基三乙氧基硅烷)为偶联剂、OP-10(聚乙二醇辛基苯基醚)为乳化剂进行纳米Ti O2改性,并对改性材料的憎水性、透气性、耐盐性、耐光性、耐候性进行表征。结果表明,改性材料具有优异的憎水性和透气性,对水的接触角为140°,透湿率较WD-10提高8%。2次耐盐循环后,改性材料的质量损失率比WD-10减少了61.48%。光老化实验表明,未改性材料经816 h紫外老化后接触角降为0°,而改性材料接触角>90°。通过对世界遗产重庆大足石刻细砂岩240 h实验室耐候性测试显示:改性材料的质量损失仅1.07%、接触角变化率10.38%,均小于WD-10的质量损失1.95%和接触角变化率24.34%。因此,纳米Ti O2改性石质文物防水材料WD-10的透气性、耐盐性、耐光性、耐候性比改性前有显著改善,且优异的憎水性能够长期保持。
- 王丽琴李迎赵星
- 关键词：防水材料石质文物纳米TIO2改性功能材料
- 中国古建彩画中血料氨基酸组成的线性判别分析及其应用研究被引量：1
- 2020年
- 血料是古代建筑彩画中常用的地仗胶料。为了准确分析出古建彩画中残留的胶料种类,该文使用气相色谱质谱联用法(GC-MS)分析了血料参考样品的氨基酸组成,并与其他常用胶料进行比较,发现血料中不含羟脯氨酸,且呈现谷氨酸/丙氨酸的比值较低,丝氨酸/脯氨酸的比值较高的特点。使用线性判别分析(LDA)拟合并验证了可用于彩画胶料种类判别的稳定函数。将该函数应用在两件颐和园仁寿殿上架彩画样品胶料的分析中,发现文物样品胶料的氨基酸组成兼具血料和皮胶的特征。得出了使用该模型可以实现血料的成功判别,以及颐和园彩画样品的颜料层胶料为皮胶且流失严重,其中血料是因下层地仗胶料的混入导致的结论。
- 杨璐黄建华王丽琴马珍珍陈欣楠杨富巍
- 关键词：建筑彩画线性判别分析
