博物馆纺织品文物中快速无损鉴别材质检测方案(近红外光谱仪)

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摘要 文物材料是研究文物历史和美学价值内涵的重要佐证。了解文物材料是认识文物和保护好文物的重要前提，因此对文物材料的鉴定和分析成为文物收藏者和文物保护人员的主要工作之一。值得注意的是，由于文物材料的不可再生性，我们在鉴别过程中要求对样品是完全无损的。 丝绵毛麻等纤维是博物馆精美藏品如服饰、工艺品等的基本组成材料。其传统的无损鉴别方法通常是基于显微技术观察纤维形貌、编织法、纹理密实等特征，经专业人员通过多方面取证、分析，判断得到可能的原料材质。该方法从物理形态上获取信息，不仅产生较大的工作量，而且分析结果的可靠性也因工作人员的经验程度而异。 纺织纤维中含有大量的有机分子，使用近红外光谱技术检测能够获得较好的近红外吸收特征信号。基于化学计量学方法，通过建立数据模型，处理和分析这些光谱数据信息，可以实现快速定性和定量分析。 赛默飞世尔手持式近红外光谱仪凭借其操作简便、分析速度快、完全无损检测、、可以随时随地根据需要分析检测样品等特点，在应用于纺织品材质分析工作方面，为文物鉴定工作者提供了理想的快速无损检测解决方案。 手持式近红外光谱仪 microPHAZIR Rx 由中国丝绸博物馆所提供的丝、棉、毛纤维纺织物标准样品50件；源自多个朝代，经过修复、整理的馆藏珍贵传世或出土纺织品文物50件。使用赛默飞世尔手持式近红外光谱仪 micro PHAZIR Rx， 将仪器前端窗口对准标准样品纤维织物，使用漫反射模式采集样品近红外光谱数据。每个样品采集5个点。每个样品点扫描5次，取平均值。 建模与分析 使用 Method Generator 软件建立数据分析模型。样本的近红外数据如图1所示： 图1 运用定性聚类分析方法，选择1595-2397nm 波段的光谱数据，通过 S.Golay 平滑和 Normalize Range 归一化调整，对数据进行预处理，以去除来自高频随机噪音、样本不均匀、基线漂移、光散射等影响。预处理后得到的光谱图如下： 图2 通过计算相关系数，评价标准样品之间的相关性，结果以图3示。 图3 经分析，不同类型标准品之间的匹配结果为零，即该数据模型能够完全区分鉴别丝、毛、棉样品。 结果与讨论 本实验建立和采用识别模式( Identification)域值设置为 0.95。由于样品数量限制，采用标准品进行内部验证，经试验验证， 结果均能准确识别样品类型。 运用建立的丝、毛、棉纤维的数据鉴别模型，对50件珍贵馆藏纺织品文物材质进行多点预测鉴别，均能够快速获得纺织物材质的结果。部分文物鉴别结果如图4所示。 样品编号 相关系数 刺绣菱纹手套 0.9805 0.9582 毛 0.9595 丝 0.9713 褐绢锦缘帽 ① 丝 0.9729 ② 棉 0.9954 丝 0.9890 丝 0.9929 明黄色团龙纹实地纱盘金绣龙袍 ① 丝 0.9908 ② 丝 0.9945 ③ 丝 0.9927 ④ 丝 0.9955 SCIENTIFIC 邮箱： analyze.cn@thermofisher.com免费服务热线： 手机用户)