红外光谱仪在纤维质文物材料鉴别中的应用

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红外光谱仪在纤维质文物材料鉴别中的应用

红外光谱仪在纤维质文物材料鉴别中的应用
红外光谱 (Infrared Spectroscopy, IR) 的研究开始于 20 世纪初期，自 1940 年商品红外光谱仪问世以来，红外光谱在有机化学研究中得到广泛的应用。现在一些新技术 （如发射光谱、光声光谱、色——红联用等） 的出现，使红外光谱技术得到更加蓬勃的发展。
红外光谱的基本原理：
当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。
红外光谱在文物鉴别中的应用：
文物材料是研究文物历史和美学价值内涵的重要佐证 ， 其基本属性构成了博物馆各类精美艺术品 。由于文物材料的 和性 ，使寻求文物真伪鉴别和如何减缓文物材 料劣化问题成为文物收藏者和文物保护工作者长久讨论的话题 。丝绵毛麻纤维和纸纤维是博物馆精美藏品如服饰 、手 稿 、书画 、古籍等的基本组成材料 ，保存过程中极易受到各 种环境因素（如光 、温湿度 、污染物等）作用发生氧化降解或 由虫霉侵蚀引起的生物降解或发生损坏。了解文物材料 是认识文物和保护好文物的重要前提 。
纺织纤维和纸张纤维是常见纤维质文物材料 ，是构成博物馆精美文物如服饰手稿书画的基本材料 ， 近年来寻求通过无损或微损方法对这一类材料的鉴别以及劣化状况评价备受文物鉴赏家和文物保护工作者的关注 。借助傅里叶变换红外光谱 ，研究博物馆常见纺织纤维材料棉 、麻 、桑蚕丝 、柞蚕丝 、羊毛的红外光 谱特征和它们的分子结构组成异同 ，研究传统纸纤维稻草 、麦草 、龙须草 、龙旗松 、桑皮红外光谱特征 。
红外光谱技术是检测分子结构组成定性的重要方法之一 ，随着计算机技术的快速发展和仪器信噪比分辨率等方面的优化 ，红外光谱分析技术正逐渐成为文物保护和考古领域价值的文物材料定性分析手段 。纤维材料的鉴别可通过化学成分测定和显微分析 ，前者需要较大样品量而受到局限 ，后者是常用纤维鉴别方法。显微鉴别纺织品纤维通常是基于纤维形 貌 、编织法 、纹理密实方面差异 ；鉴别纸纤维通常是基于纤 维形态和细胞形状观察 ，但显微分析无法得到材料分子结构 差异方面的信息 。
罗曦芸、杜一平、沈美华、张文清、周新光、方淑英、张 璇等运用衰减全反射红外光谱分析技术 ，对常见纤维质文物 材料丝毛棉麻分子结构进行剖析 ，结果表明 ：衰减全反射傅 里叶变换红外光谱可通过比较基团 CH２ ，NH ，OH 振动区 间为（３ ３００ ～ ２ ８００ cm － １ ）谱峰形状以及指纹区峰位差异区分不 同来源纺织品纤维 。传统纸纤维红外光谱分析结果表明 ：虽然不同纸纤维红外光谱形状和谱峰十分相似 ，但受不同纤维 各化学组分含量 、结构以及化学环境影响 ，红外谱峰吸收强 度和峰位略有差别 ，差别明显位置出现在与纤维素羟基伸 缩振动和碳氧振动相关波数位置 。红外光谱结合主成分分 析 ，通过选择光谱波数段 ，可以对具相似光谱的纤维材料进 行明显分类 。本研究为分子光谱无损分析技术应用于文物材 料鉴别 、科学评估纤维材料保存状况提供基础研究 。
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