紅外光譜儀在纖維質文物材料鑒別中的應用

紅外光譜(Infrared Spectroscopy, IR) 的研究開始于20 世紀初期，自1940 年商品紅外光譜儀問世以來，紅外光譜在有機化學研究中得到廣泛的應用。現(xiàn)在一些新技術 （如發(fā)射光譜、光聲光譜、色——紅聯(lián)用等） 的出現(xiàn)，使紅外光譜技術得到更加蓬勃的發(fā)展。

紅外光譜的基本原理：

當一束具有連續(xù)波長的紅外光通過物質，物質分子中某個基團的振動頻率或轉動頻率和紅外光的頻率一樣時，分子就吸收能量由原來的基態(tài)振(轉)動能級躍遷到能量較高的振(轉)動能級，分子吸收紅外輻射后發(fā)生振動和轉動能級的躍遷，該處波長的光就被物質吸收。

紅外光譜在文物鑒別中的應用：

文物材料是研究文物歷史和美學價值內涵的重要佐證 ， 其基本屬性構成了博物館各類精美藝術品 。由于文物材料的 不可再生和稀缺性 ，使尋求文物真?zhèn)舞b別和如何減緩文物材 料劣化問題成為文物收藏者和文物保護工作者長久討論的話題 。絲綿毛麻纖維和紙纖維是博物館精美藏品如服飾 、手 稿 、書畫 、古籍等的基本組成材料 ，保存過程中極易受到各 種環(huán)境因素（如光 、溫濕度 、污染物等）作用發(fā)生氧化降解或 由蟲霉侵蝕引起的生物降解或發(fā)生損壞。了解文物材料 是認識文物和保護好文物的重要前提 。

紡織纖維和紙張纖維是常見纖維質文物材料 ，是構成博物館精美文物如服飾手稿書畫的基本材料 ， 近年來尋求通過無損或微損方法對這一類材料的鑒別以及劣化狀況評價備受文物鑒賞家和文物保護工作者的關注 。借助傅里葉變換紅外光譜 ，研究博物館常見紡織纖維材料棉 、麻 、桑蠶絲 、柞蠶絲 、羊毛的紅外光 譜特征和它們的分子結構組成異同 ，研究傳統(tǒng)紙纖維稻草 、麥草 、龍須草 、龍旗松 、桑皮紅外光譜特征 。

紅外光譜技術是檢測分子結構組成定性的重要方法之一 ，隨著計算機技術的快速發(fā)展和儀器信噪比分辨率等方面的優(yōu)化 ，紅外光譜分析技術正逐漸成為文物保護和考古領域極具價值的文物材料定性分析手段 。纖維材料的鑒別可通過化學成分測定和顯微分析 ，前者需要較大樣品量而受到局限 ，后者是常用纖維鑒別方法。顯微鑒別紡織品纖維通常是基于纖維形 貌 、編織法 、紋理密實方面差異 ；鑒別紙纖維通常是基于纖 維形態(tài)和細胞形狀觀察 ，但顯微分析無法得到材料分子結構 差異方面的信息 。

羅曦蕓、杜一平、沈美華、張文清、周新光、方淑英、張 璇等運用衰減全反射紅外光譜分析技術 ，對常見纖維質文物 材料絲毛棉麻分子結構進行剖析 ，結果表明 ：衰減全反射傅 里葉變換紅外光譜可通過比較基團CH２ ，NH ，OH 振動區(qū) 間為（３ ３００ ～ ２ ８００cm － １ ）譜峰形狀以及指紋區(qū)峰位差異區(qū)分不 同來源紡織品纖維 。傳統(tǒng)紙纖維紅外光譜分析結果表明 ：雖然不同紙纖維紅外光譜形狀和譜峰十分相似 ，但受不同纖維 各化學組分含量 、結構以及化學環(huán)境影響 ，紅外譜峰吸收強 度和峰位略有差別 ，差別明顯位置出現(xiàn)在與纖維素羥基伸 縮振動和碳氧振動相關波數(shù)位置 。紅外光譜結合主成分分 析 ，通過選擇光譜波數(shù)段 ，可以對具相似光譜的纖維材料進 行明顯分類 。本研究為分子光譜無損分析技術應用于文物材 料鑒別 、科學評估纖維材料保存狀況提供基礎研究 。

杭州柘大飛秒檢測技術有限公司是獨立的第三方配方研發(fā)檢測及技術服務機構，專業(yè)從事各類物質分析測試、未知物(成分)分析、配方剖析、工業(yè)診斷與技術開發(fā)服務的高新技術企業(yè)，穩(wěn)定劑成分分析主要是通過紅外、核磁、XRF、XRD、GCMS、HPLC、ICP-MS等精密分析儀器進行測試，然后經(jīng)過專家導師多年經(jīng)驗剖析，還原出樣品配方。