拉曼在文物研究領域中(瓷器、文物、考古、寶石)的應用潛力
拿到一件疑似古董的物件,我們的第一反應往往都是“這是不是真的?”相信每一個人走進博物館的都想了解文物背后的歷史故事。故宮博物院、秦始皇兵馬俑博物館……中國擁有4000多家博物館,難以計數的珍貴文物。這些文物年代久遠、保存環境也不盡相同,其復雜程度讓文物鑒定研究行業充滿了許多未知的挑戰。
在很長一段時間,文物研究或者鑒定全憑人的眼睛,人幾乎占據了決定性的因素,但是隨著科學技術的發展,越來越多的分析手段可以給出更豐富的信息。現在,不管是國際上還是國內,用科學儀器做文物鑒定已經不是新鮮事了。
各種分析方法在文物研究領域均有應用,文物研究是一門應用科學,需要做很多的分析工作,包括很多大型的設備,盡管我們不可能一一購買,但是在實際研究過程中也會用到。
隨著現代科技的發展,許多無損光譜技術被引入到文物分析和保護領域,以獲取文物產地來源、制造年代、工藝以及病害機理等相關信息。“比如,拉曼光譜就是一種適合文物研究的無損的分析手段。”
拉曼在文物研究中具有“得天獨厚”的優勢
拉曼光譜是一種以拉曼散射為基礎的分子光譜分析方法,文物界選擇拉曼,正是看中了其“得天獨厚”的優勢—無損。而且拉曼光譜樣品需求量少,具有高的空間分辨率,檢測過程簡單,越來越多的被應用在文物研究領域。
拉曼光譜是一種散射光譜,它是1928年印度物理學家C. V. Raman發現的。拉曼光譜作為一種物質結構的分析測試手段首先在科學研究中被廣泛應用。隨著技術的進步,理論的深入,目前拉曼光譜已廣泛應用于材料、化工、石油、高分子、生物、環保、地質等領域,并逐步走入人們的生活。拉曼光譜在考古物質的鑒定和研究中的應用近幾年非常活躍,這是社會科學與自然科學的一個結合,其意義是不言自明的。本文詳細綜述了該技術在考古研究中的許多應用。
拉曼光譜作為分子水平的測試手段,有其獨特的優點。顯微拉曼光譜以光子為探針進行的測量,是無損無接觸的測量,這對文物公安法學應用是極為重要的,其次,它獲得的樣品的振動譜信息豐富很容易識別,所以稱為指紋譜,由此進行的鑒定區分識別是十分可靠準確的。第三,用現代顯微拉曼可以進行微區分析,剖面分析獲得少量包裹物的信息,如礦物產品是否有人工填充、造假。第四,它與X光熒光、電鏡XPS等手段比,獲得的信息是分子水平的信息,而不是單個原子的信息。
拉曼光譜技術的進步為它進入考古、文物鑒定領域打下了基礎。
在考古陶瓷的鑒定中拉曼能從陶瓷本體的礦物成分構成,產地特征材料及彩釉的成分得到古陶瓷產地、當時的制作工藝等有用信息。對古代染料的研究除了解當時的重要信息外,對鑒別文物的真偽,保護、修繕也提供了重要依據。在寶玉石的鑒定中,顯微拉曼尤其顯得重要,除能在指紋譜識別真假,不同類型寶石在微小區域里的填充物也逃不出顯微的測量。從包裹物的測量則可了解寶玉的產地,亦或是否為人工制造。
在古物界,假如抽樣量不大,不容易對古物產生視覺上的毀壞也可視作高質量或微損。而拉曼對試品的需要量很少,乃至光學顯微鏡下的1個試品顆粒物就能夠開展試驗。在古物挪動的全過程中,白手套上遺留下白手套上遺留下的微顆粒物就能夠在光學顯微鏡下搜集起來開展拉曼剖析,這對古物科學研究而言是十分適合的,并且剖析全過程對試品都是無損的。