1 妍西北大学文化遗产学院文物保护技术系, 陕西 西安 710127 文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 陕西 西安 710127
2 陕西省考古研究院, 陕西 西安 710043
3 西藏自治区文物保护研究所, 西藏 拉萨 850030
曲龙遗址位于西藏自治区阿里地区, 是一处延续时间极长且遗存类型丰富的人类活动遗迹。 所研究的饰品出土于曲龙遗址塞拉钦波普地点2号墓(M2), 距今约2700~2400年。 由于制作时的加工打磨和长期地下埋藏所遭受的风化侵蚀, 已无法单从外观上判断8个饰件的原料, 因此该研究通过使用超景深显微分析、 傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)、 X射线衍射实验分析(XRD)、 热分析技术(TGA-DSC)、 X射线荧光光谱分析(XRF)、 扫描电子显微镜(SEM)以及多孔材密度、 孔隙率、 吸水率测试等多种分析方法不仅确定了饰品的化学成分和原料来源, 而且对其微观形貌、 形制特点、 保存状况等也进行了科学全面的分析。 结果表明: 8个穿孔饰件的原料来自于不同种类淡水贝贝壳的珍珠层, 其主要化学成分是文石型碳酸钙, 也残留有少量有机物及Fe, Ba, Cr和Cu等微量元素; 饰件表面均有打磨痕迹, 钻孔方式为对钻, 且较厚饰件的穿孔为双面桯钻而成; 饰件总体上风化严重, 光泽不再且均有一定程度的酥粉, 开孔孔隙率及吸水率远高于现代贝壳, 出现这些病害的主要原因是有机物流失所导致的贝壳珍珠层文石板片松散杂乱。 研究结论一方面为西藏西部地区象雄时期的饰品选材、 形制、 制作工艺等研究提供了重要信息, 反映了当时社会的用贝情况和审美内涵, 另一方面也为此类出土文物后续的保护修复提供了有益的参考。
曲龙遗址 饰品 淡水贝壳 Qulong Site Ornaments Freshwater shells 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1854
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明海关技术中心, 云南 昆明 650228
珍珠的颜色是影响其品质最关键因素之一。 目前珍珠颜色的研究大多集中在不同颜色珍珠的组成元素、 致色机理及结构差异, 但对于如何直观分辨同种颜色珍珠的研究却很少。 选用三批产自安徽不同时期的淡水养殖白色珍珠, 对其进行色度学、 激光拉曼光谱测试及宝石显微镜观察, 建立白色系淡水养殖珍珠的白度值与拉曼光谱的关系并结合宝石显微镜的观察对其颜色等级的划分提供依据。 运用亨特白度公式, WHT=100-[(100-L*)2+a*2+b*2]1/2计算出不同珍珠样品的白度值, 再与拉曼光谱中由C—C伸缩振动引起的1 132 cm-1峰的峰面积和由[CO3]2-对称伸缩振动引起的文石峰面积的比值即R值进行对比发现, 淡水养殖白色珍珠的白度值与拉曼光谱中的R值成反比。 运用SPSS聚类分析对安徽产淡水养殖白色珍珠进行颜色分级, 可将其白度值划分为85以上, 85~80, 80~75和75以下四个区间, 白度值在85以上为最白, 85~80之间为较白, 80~75之间为中等白度, 75以下为最差。 安徽产淡水养殖白色珍珠的表面形貌观察发现, 白度值在85以上的珍珠表面较光滑且光泽度很强, 白度值在85~80之间的珍珠表面有一部分缺陷但光泽度较强, 白度值在80~75之间的珍珠则有较明显的缺陷光泽度也一般, 而白度值在75以下的珍珠表面则缺陷较多且光泽度较差。 珍珠表面的光滑度和光泽度会影响珍珠白度。 白度值和拉曼光谱中R值的大小均可定量表示安徽产淡水养殖白色珍珠的洁白程度, 两者之间存在一定的对应关系, 即白度值越大, 拉曼光谱中的R值越小, 珍珠越白; 珍珠表面的光滑度和光泽度可以作为评判珍珠洁白程度的辅助依据。 综合利用淡水养殖白色珍珠的色度学参数和拉曼光谱, 再结合显微结构观察对其洁白程度进行区分这也可以为淡水养殖白色珍珠颜色等级的划分提供理论依据。
安徽 淡水养殖 白色珍珠 拉曼光谱 色度学 Anhui Freshwater cultured White pearls Raman spectra Chromaticity 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1504
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
爱迪生珍珠和珈百丽珍珠为近年来相继问世的优质淡水有核珍珠, 分别酷似南洋珠和AKOYA珍珠, 如何区分白色珍珠、 金色珍珠、 黑色珍珠及银灰色珍珠的类型和颜色成因, 成为目前检测机构棘手的难题。 对132颗不同类型的白色系、 黄色系、 黑色系、 灰色系天然呈色珍珠与染色或辐照改色的各类珍珠进行了系统的PL光谱测试分析, 结果表明不同类型的珍珠PL光谱有重要鉴别特征, 尤其是PL光谱中荧光背景强度(F)与565 nm文石主峰强度(A)比值F/A, 可有效区分不同类型白色珍珠以及黑色、 金色银灰色珍珠的颜色成因。 (1)白色南洋珠F/A值多集中于1附近, 白色爱迪生珍珠与白色珈百丽珍珠具有类似的PL光谱与F/A值变化范围, 但大部分样品出现631 nm发光峰, F/A值多集中于2; 白色AKOYA珍珠的F/A值大于10。 (2)金色南洋珠的F/A值多集中于1.6, 变化范围较小, 染金色南洋珠与染金色爱迪生珍珠F/A值基本都大于4。 (3)深灰色体色Tahiti黑珍珠没有特征的发光峰, 但随着颜色加深, 逐渐出现617 nm处发光峰, 黑色体色Tahiti黑珍珠具有稳定的有机卟啉相关的617和650 nm处发光峰; 而绝大部分染色、 辐照的黑色珍珠样品并未出现明显的荧光背景增强现象, 但缺失617和650 nm处发光峰。 (4)天然呈色银灰色AKOYA样品F/A值都小于3, 而染色和辐照成因的银灰色AKOYA的F/A值都明显高(1.79~144), 并且因改色方式不同, 存在一定的变化范围。
光致发光光谱 珍珠 南洋珠 AKOYA珍珠 淡水珍珠 Photoluminescence spectra Pearl South Sea cultured pearl AKOYA pearl Freshwater nucleated cultured pearl
1 同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海 200092
2 同济大学宝石及工艺材料实验室, 上海 200092
3 浙江天使之泪珍珠股份有限公司, 浙江 诸暨 311800
4 国家珠宝玉石质量监督检验中心, 上海 200122
珈白丽珍珠属于近年来研发出的三角帆蚌外套膜位淡水有核珍珠。本文以该类珍珠为研究对象,辅以类胡萝卜标样(β-胡萝卜素和虾青素)为参照物,采用激光拉曼光谱仪及显微红外光谱仪重点针对该类珍珠的致色机理进行研究,旨在为该类珍珠的品质评价和养殖技术提供科学的理论依据。研究结果表明:对于淡水彩色有核珍珠的珍珠层,由类胡萝卜素结合蛋白的ν1(C=C)和ν2(C—C)伸缩振动引起的拉曼较强锐峰分别出现在1509 cm -1和1126 cm -1附近,1017 cm -1处的拉曼弱峰与CH3的平面摆动振动(ν3)有关,在2100~3800 cm -1拉曼位移范围内出现的强弱不等的5组拉曼峰是由ν1、ν2、ν3的倍频和组合频振动引起的。类胡萝卜素分子中共轭双键的数量及其结合蛋白复合体与淡水有核珍珠颜色之间存在一定的关系,是导致该类有核珍珠颜色多样性的缘由之一。
光谱学 激光拉曼光谱 淡水有核珍珠 三角帆蚌 类胡萝卜素结合蛋白 致色机理 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2430001
1 华中农业大学工学院, 湖北 武汉 430070
2 农业部长江中下游农业装备重点实验室, 湖北 武汉 430070
为了研究贮藏期与淡水鱼鱼肉质构品质的相关关系,以武昌鱼为研究对象,建立了近红外光谱淡水鱼鱼肉质构品质的快速无损检测模型。利用AntarisⅡ傅里叶变换近红外光谱仪采集武昌鱼鱼肉样本的光谱数据,并使用TMS-PRO型质构仪测量样本的硬度值、弹性值和咀嚼性值;采用S-G平滑法对原始光谱进行预处理,结合竞争性自适应重加权(CARS)算法、稳定性竞争自适应重加权采样(SCARS)算法和连续投影(SPA)算法进行一次特征波长的提取。基于上述3项质构指标建立的最小偏二乘回归(PLSR)模型,在一次特征波长提取的基础上再结合SPA算法进行二次特征波长的提取,根据二次特征提取的最优波长建立淡水鱼鱼肉硬度、弹性和咀嚼性的最优模型,该模型校正集的相关系数Rc分别为0.968、0.947、0.927,预测集的相关系数Rp分别为0.964、0.939、0.926,校正集的均方根误差RMSEC分别为0.753、0.827、0.986,预测集的均方根误差RMSEP分别为0.846、0.897、0.964。研究结果表明,该方法适用于淡水鱼鱼肉贮藏期质构品质的快速无损检测,具有较高的准确度,可为后续淡水鱼鱼肉品质的在线检测提供帮助。
光谱学 近红外光谱 无损检测 淡水鱼 质构品质 连续投影算法 偏最小二乘回归 激光与光电子学进展
2021, 58(12): 1230001
1 热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室, 海南 海口 570228
2 海南省精细化工重点实验室, 海南 海口 570228
3 海南大学 化学工程与技术学院, 海南 海口 570228
氧化石墨烯是工业常用的化学试剂。为了测试其光热转换性能, 采用了改进的Hummers方法制取氧化石墨烯(GO)分散液, 进而通过静电纺丝制备PVA-GO复合膜, 运用紫外吸收漫反射光谱(UVRS)分析了PVA-GO复合膜的吸光性能, 通过电子天平连接计算机软件测量PVA-GO蒸发水量。结果表明, 在一定范围内, 随着GO质量浓度的增加, PVA-GO蒸发水量不断增加。当GO质量浓度达到7%时, PVA-GO复合膜能够较好地被静电纺丝成纤维网状结构, 同时又具有良好的光热转换效果。通过扫描电镜(SEM)分析PVA-GO复合膜的表面特征, 发现无添加GO的PVA膜是纤维丝状结构, 表面光滑, 且纤维直径大小一致, 分布均匀。当在PVA中填充7%GO时, 纤维网接而成, 部分GO均匀包裹纤维丝。在真空环境下, 423 K高温处理后, PVA-GO复合膜致密度增加, GO附着纤维丝程度提升。当使用980 nm红外激光辐射时, PVA-GO复合膜的蒸发速率为0.81 kg/(m2·h), 约是聚乙烯醇膜的两倍。同时, 蒸发效率达到51%。这不仅提高了光热转换性能, 增加了光能利用率, 还可以为海水淡化的工业应用提供参考。
静电纺丝实验法 聚乙烯醇 光热转换性能 氧化石墨烯 海水淡水 electrospinning experiment polyvinyl alcohol photothermal conversion performance graphene oxide seawater fresh water
1 华中农业大学工学院, 湖北 武汉 430070
2 武汉市农机鉴定推广站, 湖北 武汉 430012
3 国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心(武汉), 湖北 武汉 430070
新鲜度是反映鱼类品质以及可否食用的重要指标, 在线检测直接关系到食品质量与安全的实施应用, 因此对淡水鱼新鲜度进行在线无损检测具有重要意义。 应用近红外光谱对淡水鱼新鲜度进行在线检测, 试验装置采用自行搭建的淡水鱼近红外光谱在线采集装置, 试验时样品在输送链上以0.5 m·s-1的速度运动, 采集其近红外漫反射光谱(900～2 500 nm), 并用支持向量机(support vector machine, SVM)建立淡水鱼新鲜度在线检测模型。 采用光谱理化值共生距离(sample set partitioning based on joint X-Y distance algorithm, SPXY)算法对样本集进行划分, 其中校正集111条(新鲜57条, 变质54条)、 测试集37条(新鲜19条, 变质18条), 通过对比不同的光谱预处理方法对预测结果的影响, 明确了一阶导结合标准化预处理为最优光谱预处理方法, 经过该方法预处理后所建模型对校正集的正确识别率为97.96%, 对测试集的识别率为95.92%。 为了提高模型运行速度对建模所用光谱变量进行优化, 分别采用遗传算法(genetic algorithm, GA)、 连续投影算法(successive projection algorithm, SPA)和竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighed sampling algorithm, CARS) 三种不同的特征变量选择方法对特征波长进行筛选, 通过建模比较分析确定CARS为最优波长选择方法, 以所选的10个特征波长建立淡水鱼新鲜度支持向量机检测模型, 模型对校正集的正确识别率为100%, 对测试集的识别率为93.88%。 该研究可为近红外光谱用于淡水鱼新鲜度在线检测提供技术支持。
近红外光谱 变量选择 在线 新鲜度 淡水鱼 Near infrared spectra Variable selection On-line Freshness Freshwater fish 光谱学与光谱分析
2014, 34(10): 2732
中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
为满足对水质变化进行实时监测的要求，设计了淡水生物监测仪。通过电极实时感应水生物行为引起的水中固定电场的变化，实现对水生物行为的在线监测，以此评价水质变化，并最终实现对水体综合毒性变化的实时监测。实验表明，系统使用简单，工作稳定，满足实时监测水体毒性变化的要求。
淡水 生物监测 实时 毒性 freshwater biomonitor in situ toxicity 大气与环境光学学报
2008, 3(2): 0156
