1 西北大学文化遗产学院, 陕西 西安 710069
2 西北大学化学与材料科学学院, 陕西 西安 710127
3 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710069
4 秦始皇帝陵博物院, 陕西 西安 710600
5 陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地, 陕西 西安 710600
为了判别嘉峪关戏台文物建筑彩画的胶料种类, 采用皮胶、 鱼鳔胶、 蛋清、 蛋黄、 牛奶为参考样品, 使用傅里叶红外光谱仪采集了参考样品及三件文物样品胶料的红外吸收光谱, 利用主成分分析结合线性判别分析(PCA-LDA)构建胶料种类判别的数学模型, 并应用于文物样品。 发现参考样品红外光谱在1 800～1 000 cm-1区间包含了丰富的分子结构特征信息。 该区间中蛋白类胶料的共同特征为1 650 cm-1附近的仲酰胺CO键伸缩振动峰, 1 542 cm-1附近的酰胺C—N键伸缩振动和N—H键弯曲振动峰, 1 240 cm-1附近的酰胺C—N键伸缩振动峰。 此外, 蛋黄、 皮胶和牛奶因其中含有较多脂类物质, 在1 745 cm-1附近还存在饱和脂肪酸酯羰基CO键伸缩振动峰。 在此基础上, 通过对参考样品红外吸收光谱主成分得分散点图的分析, 发现不同胶料参考样品的红外光谱类间差异显著。 据此, 使用参考样品红外光谱的主成分得分为训练集, 添加类别变量拟合判别函数, 绘制函数组质心图并进行交叉验证, 得出方程的判别正确率为93.3%。 发现因老化降解导致三件文物样品的红外吸收光谱与参考样品光谱有所不同, 但仍具有蛋白类胶料的特征。 利用PCA-LDA分析模型对文物胶料种类进行判别, 结果均为皮胶。 该胶料种类判别模型稳定、 有效, 用该模型判定嘉峪关建筑彩画胶料为动物胶中皮胶。
红外光谱 主成分分析-线性判别分析 嘉峪关戏台文物 彩画胶料 FTIR spectra PCA-LDA analysis Theater cultural relics of Jayuguan pass Binder of color painting
为了研究秦始皇兵马俑一号坑第三次发掘出土弓韬遗迹表面的纺织品残留物, 使用红外光谱仪、 扫描电子显微镜、 三维视频显微镜对其进行了分析。 发现纺织品残留物的红外光谱在876 cm-1波数处有纤维素中β-D-葡萄糖苷键的特征吸收振动谱带, 在1 080 cm-1波数处和1 033 cm-1波数处有纤维素中葡萄糖环中C—O醚键的伸缩振动峰。 结合样品红外谱图在动物纤维应有的峰位1 658 cm-1左右和1 534 cm-1左右未出现吸收峰推测弓韬表面的纺织品残留物为棉、 麻类植物纤维编织而成。 此外, 样品红外光谱在1 637 cm-1处有木质素中共轭羰基和C=C伸缩振动的重叠吸收峰, 以及1 434 cm-1处有纤维素与木质素中CH2的弯曲振动峰。 基于棉纤维在1 434 cm-1左右无吸收峰, 亚麻纤维在1 730和1 434 cm-1附近有吸收峰, 而苎麻纤维只在1 434 cm-1附近有吸收峰的判断标准, 推测弓韬遗迹表面的纺织品残留物为苎麻织物。 扫描电镜分析发现样品表面形态均一, 呈细微片状垒结, 未见平行排列的纤维以及表面的节理信息。 判断是因纺织品长时间埋藏、 降解, 导致纤维物理结构消失所致。 三维视频显微镜测量结果表明, 纺织品残留物的纺织密度为9×9根·cm-2, 与其他遗址出土的纺织品痕迹相比经纬稀疏, 密度并未达到制作服饰的要求。 经纬线直径分别为(0.965±0.029)和(0.982±0.019) mm(95%置信水平), 且通过独立样本t检验发现经、 纬线径差异不显著。 根据以上分析结果得出了弓韬制作之初在其表面曾缠绕过苎麻织物的结论, 推测其用途为包裹以便于持握及加固弓韬。
秦始皇兵马俑 弓韬 纺织品残留物 红外光谱分析 显微分析 Terracotta and Horses of Qin Shihuang Bag for storing bows Textile residues Analysis of FTIR Microscope analysis 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3623
