距今已历经三千年的三星堆象牙,其内部结构已然变得十分脆弱,那么究竟要怎样在不致使文物遭到破坏的前提之下看清它的“病根”呢?一项属于国产的新技术给出了答案,它不但能够穿透岁月所带来的侵蚀,乃至还能够看清处于分子层面的损伤 。

技术突破背景

进行考古研究期间,象牙文物由于长时间被埋藏起来,其内部常常遭遇地下水、盐分以及微生物的极为严重的侵蚀。从外部观赏,它们或许维持着大致的完整状态,然而其内部结构已然变得脆弱至极,给保护修复造成了极大的挑战。这样一种内部外部状态的差异,是文物保护工作里一个长久存在的矛盾之处。

要对这些珍贵文物进行有效保护,得在绝对不触碰、不损伤此等珍贵文物的前提条件之下,去获取那处在珍贵文物内部的成分以及结构方面的信息。与此同时,鉴于腐蚀呈现出并非均匀的状况,运用的这项技术还必须拥有极高的分辨率,要具备可看清达到微米级别的细节的能力条件。传统的那些检测的方法常常难以同时达成无损与此同时包含高精度这样的要求。

核心仪器创新

对着这一棘手难题,中国科学院空天院广州园区里的王振友研究员团队作出了关键突破,他们成功研发出一台国产设备,这台设备叫显微时间门控拉曼光谱仪,这台仪器的最大价值是在存在强荧光干扰的环境下十分明显地提升了探测能力。

许多老化文物在检测时会遇到一个共性问题,那就是所谓的强荧光干扰。强烈的荧光信号如同一层浓雾,会将真正有用的关键信息给掩盖掉。王振友团队进行了创新,通过硬件方面以及算法方面的双重努力,有效地拨开了这一层“迷雾”,使得被掩盖的真相能够得以显现。

原理与应用优势

基于巧妙借助不同光信号的时间差异的这项技术的科学原理,当激光照射样品之际,会同时生产引出拉曼信号以及荧光信号,拉曼信号携带着物质的“分子指纹”,然而它的寿命极其短暂,瞬间顷刻便消逝不在之时,荧光信号的寿命却要长得许多。

时间门控技术宛如一个反应速度极快的“智能快门”,它仅在拉曼信号抵达的那个极为短暂的时间窗口里开启,精准地捕捉有效有用信息,与此同时把寿命较长的荧光信号阻挡在外,这种借助时间差异的筛选,是达成高信噪比检测的关键所在是核心。

此次研究里,该技术用于了四块源自三星堆的象牙碎片,其中两块碎片,在常规检测办法下,因荧光过强,几乎没法获取任何有效数据,然而新技术使它们内部的化学成分差异清晰展现出来,信噪比提高了二十倍以上。

三星堆象牙分析发现

针对四块象牙碎片展开深入剖析,从中揭示出了它们于老化程度方面存在的显著差别,这些差别直接映射出它们所历经的各不相同的埋藏环境,有的象牙内部有机质流失极为严重,有的象牙则其骨架结晶性出现了改变 。

进一步加以研读表明,致使象牙出现深度老化现象的两个主要缘由在于,乃是有金属离子混入其中所致,与此同时,有硫酸根等非金属离子将原本存在的结构予以了替代。在漫长的处于地下的那段岁月里,这些离子逐步使得象牙最为基础的分子构造发生了改变。经过分析还给出推测,有一部分样本很可能曾经经历过诸如焚烧之类的人为施加的破坏。

对文物保护的贡献

此项研究所得成果,给象牙类文物之科学 conservation 供应了超乎以往的分子层面根据。保护工作者如今能够更精确地评定文物的“健康”情形,知悉其内部损伤的具体类别与程度,进而拟订出更具针对性的修复与养护 plan。

更加深远的一点是,这项技术可不单单是用于“治病”,它还能够对“寻根”起到助力作用。借助对文物材料微观变化展开分析,研究者能够反过来推理出其历史埋藏环境的相关信息,像地下水的成分、酸碱度之类的,这就为探究古蜀文明的社会活动以及自然环境给予了全新的科学视角。

技术潜力与未来展望

时间门控拉曼光谱技术具有强大通用性的优势,它可以突破强荧光的约束,众多过去因荧光干扰而难以开展分析的样品,现在都具备了新的研究可能性,它的应用范围不只是局限于象牙或者三星堆文物 。

于更广大的范畴,像别的有机质文物(丝绸、纸张、木材)的保护,新材料研发里的缺陷剖析,甚至环境科学中针对污染微粒的检测,此项技术都有希望起到关键作用。核心部件的国产化以及成本的降低,给其将来的推广和用途筑牢了稳固的地基。

这项具备看清文物“分子伤痕”能力的技术,是不是表明未来咱们有复原更多被视作已“消失”的历史信息的可能性呢?关于科技在揭秘历史里所充当的角色,你持有怎样的看法呢?欢迎于评论区去分享你的见解,还请点赞予以支持,把这篇文章分享给更多对历史以及科技怀有兴趣的朋友。