西头遗址位于陕西省咸阳市旬邑县, 是一处包含了自新石器时代到明清时期丰富遗存的人类文化遗迹。 在该遗址的上西头村和南头村发掘点中发现了许多新石器时代的窑洞式房址, 且部分房址的地坪为“白灰面-草拌泥”复合建筑材料, 保存较为完整。 本文首先采用了体视显微镜、 偏光显微镜、 超景深显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对“白灰面-草拌泥”地坪的结构进行了显微观察, 为进一步解决样品的制作材料、 制作工艺分析和技术原理等问题, 又利用X射线衍射仪（XRD）、 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、 热重差热分析仪（TGA-DSC）、 能谱仪（EDS）等多种分析手段对“白灰面”、 草拌泥以及“白灰面-草拌泥”交界面进行了成分的分析检测。 研究结果表明: “白灰面”主要成分是二氧化硅和由料礓石烧制后经过碳酸化反应生成的碳酸钙; “白灰面”有三层, 应是经过三次涂抹叠加而成, 每层白灰面厚度都基本一致且均不超过1 mm; “白灰面”的基底是草拌泥, 其中的秸秆纤维起加筋强化和抑制开裂作用; 涂抹“白灰面”时, 石灰水渗入草拌泥中而氢氧化钙发生碳酸化反应产生了碳酸钙, 有助于草拌泥结构的稳定性和强度; “白灰面”和草拌泥两种建筑材料至今仍结合紧密, 两者之间仅有10~20 μm的间距, 说明至少在新石器时代晚期中国先民已经广泛掌握了“白灰面-草拌泥”这种复合建筑材料及其施工工艺。 该研究对于了解中国远古先民对于天然材料的认识、 利用以及梳理传统建筑科技文明的发展脉络具有重要意义。

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。