纖維質(zhì)類文物材料無損分子光譜鑒別及其環(huán)境影響評價研究_9560.pdf

1、文物材料是歷史學(xué)家、人類學(xué)家、考古學(xué)家深入研究文物歷史和美學(xué)價值內(nèi)涵的重要佐證,文物材料的基本屬性,構(gòu)成了博物館和文化遺產(chǎn)層面上豐富精美的各種藝術(shù)品,以及關(guān)于古遺址、古建筑和歷史紀(jì)念地的研究和討論。文物材料的稀缺性和不可再生性敦促人們長久以來,執(zhí)著地尋求真?zhèn)纹焚|(zhì)鑒別方法和合適的文物保存環(huán)境質(zhì)量評價方法,力求通過文物微環(huán)境監(jiān)測和控制實現(xiàn)對文物預(yù)防性保護,減緩文物材料的劣化。
　　 本文采用分子光譜,包括衰減全反射紅外光譜、激光拉曼

2、光譜和近紅外光譜等無損分析技術(shù),探索能直接應(yīng)用于文物材料鑒別和檢測的實用分析技術(shù)。針對應(yīng)用廣泛的纖維質(zhì)類文物材料,如棉、麻、桑蠶絲、柞蠶絲、羊毛、天然木材、紙張等,利用分子光譜無損地研究文物材料的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)特征,實現(xiàn)對纖維質(zhì)材料的完全無損鑒別。通過自制老化裝置和分子光譜技術(shù),并結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法研究紫外光、熱和羰基污染物等環(huán)境因素對文物材料劣化影響的評價方法,發(fā)現(xiàn)老化機理和規(guī)律,探索預(yù)防性保護文物的方法。剖析了棉、麻、桑蠶絲、柞

3、蠶絲、羊毛等材料的分子結(jié)構(gòu)。通過研究光譜采集條件、光譜預(yù)處理方法、熒光背景校正方法,結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法中模式識別方法,分別對宣紙原料、明代宣紙和現(xiàn)代宣紙、桑蠶絲和柞蠶絲、棉和麻、天然木等文物材料進行光譜數(shù)據(jù)分析,通過主成分分析方法鑒別相似材料,比較材料在不同特征光譜區(qū)間分類差異。為探索分子光譜用于現(xiàn)場快速評估文物材料劣化方法,選擇生絲、書畫印章和中國畫顏料為對象,進行紫外輻照實驗,采用便攜式拉曼光譜檢測輻照前后樣品光譜變化,探索當(dāng)材料因

4、環(huán)境作用無明顯外觀變化下文物出現(xiàn)初始劣化的檢測方法。
　　 本文以絲織品為例,利用衰減全反射傅立葉變換紅外光譜在分子結(jié)構(gòu)分析中的高靈敏性,研究蠶絲纖維因光、熱物理因素引發(fā)的基團特征譜峰位移、譜峰數(shù)量和強度變化,纖維結(jié)晶度變化,分析絲織品劣化過程分子結(jié)構(gòu)變化特性和趨勢,結(jié)合掃描電鏡和電子順磁共振等表征,分析討論絲織品劣化機理和規(guī)律性,探索環(huán)境因素對文物材料影響作用的無損分析方法。在此基礎(chǔ)上,利用聚類分析和主成分分析,研究基于光譜數(shù)

5、據(jù)快速直觀分析材料劣化過程和老化各階段分子結(jié)構(gòu)突變。研究蠶絲纖維光譜數(shù)據(jù)與宏觀物理量色差拉伸強力相關(guān)性,分析引起纖維劣化過程變色和拉伸強力下降的最相關(guān)特征分子基團光譜區(qū)間。進一步在不同特征光譜區(qū)間采用主成分回歸和偏最小二乘回歸建模,探索研究材料劣化過程無損光譜檢測,分析預(yù)測宏觀物理性質(zhì)變化,為建立分子光譜無損定量評價蠶絲纖維老化程度奠定基礎(chǔ)。
　　 本文針對文物微環(huán)境羰基污染物對各類文物的嚴(yán)重危害性,初步研究博物館最常見羰基污染

6、物甲醛、甲酸和乙酸對蠶絲纖維分子結(jié)構(gòu)影響作用,基于三種羰基污染物紅外光譜數(shù)據(jù)進行主成分分析,探索不同污染物對蠶絲纖維分子結(jié)構(gòu)影響作用?；谀壳安┪镳^文物藏展微環(huán)境缺乏合適微量氣體檢測技術(shù),以及文物微環(huán)境具有空間小、污染物濃度限值低的特點,以液體萃取分離常用微孔膜為載體,通過在微孔膜上負(fù)載特殊吸附劑,使空氣中微量羰基污染物被選擇性吸附并與吸附劑中有效成分發(fā)生衍生化反應(yīng),通過在微孔膜內(nèi)充填對被測污染物衍生產(chǎn)物具強化學(xué)親和力萃取劑,使衍生物連