红外光谱在纤维质文物材料鉴别中的应用研究

关键词：艺术品文物内涵研究

文物材料是专家、学者对于文物研究的重要参考内容, 可以有效的研究其历史以及价值内涵, 其自身具备的基本属性是博物馆内多样化艺术品的构成形式。红外光谱技术的形成为该研究提供了一定的帮助, 随着科学技术的发展, 红外光谱技术逐渐成为文物研究的重要手段, 本文利用该技术进行了实验, 通过实验将结果呈现, 并给予一定的讨论, 从而为利用红外光谱技术在纤维质文物材料鉴别中的应用提供帮助, 以实现科学评估纤维材料的有效保存。

1 红外光谱在纤维质文物材料鉴别中应用的实验

1.1 样品制备

纺织纤维样品制备, 选取三种动物纤维, 分别是桑蚕丝、柞蚕丝以及羊毛。再选取两种植物纤维, 分别是棉、麻。将选取好的纺织纤维样品准备齐全, 以备实验之用, 纺织纤维样品全部由杭州市毛麻纺织技术研究所提供。在纺织纤维样品制备结束以后, 对传统纸纤维进行样品制备工作, 在纸纤维样品选取过程中可以选取稻草、麦草、龙须草、松叶以及桑皮等, 以上这些传统纸纤维样品是湖南造纸工业研究所予以提供。样品准备好以后, 实施下一步的工作内容[1]。

1.2 测量条件选择

红外光谱在纤维质文物材料鉴别中应用中其采取的红外光谱检测技术采用的是美国热电技术形式, 并配备了红外光谱仪进行衰减全反射过程。利用FTGS检测器的应用, 将金刚石反射到晶体, 实现其具体功能。在实验过程中, 要将样品保持水平放置于金刚石晶体上, 通过光谱进行多次扫描, 在扫描过程中设置光谱分辨率为4cm-1, 采集范围可以为400-500cm-1。在测量条件选择上, 为了杜绝样品不均匀造成的红外光谱测量干扰问题, 大多采用的方法为多元散射校正形式, 通过该形式的应用可以有效的对光谱数据实现预处理[2]。

2 红外光谱在纤维质文物材料鉴别中应用结果与讨论

2.1 纺织品纤维光谱表现

在实验当中, 对于五种纺织品纤维的红外光谱结果予以呈现, 能够充分的判断出动物纤维与植物纤维的区别。之所以有区别, 是因为在动物纤维中的蛋白质肽链的关系, 其存在大量的氮氢键;而在植物纤维中存在的纤维素与半纤维素进行有效的融合, 才能组成大量的氮氢键, 通过二者形成的不同, 使光谱在3300-2800cm-1CH、NH以及OH之间的运用效果存在一定的差别。在三种动物纤维中, 其蛋白质分子N-H进行伸缩振动, 蚕丝纤维与羊毛角软蛋白分子存在一定的差异。

2.2 传统纸纤维光谱表征

在试验中, 对于五种传统纸纤维的红外光谱结果予以呈现, 能够准确判断出五种不同天然植物的测试结果。由于在组成的化学成分极为相似, 都具有纤维素、半纤维素、木质素以及果胶成分, 因此在红外光谱形状与其所在的位置大致相同[3]。在谱峰中, 纤维素与半纤维素之间的碳氢进行伸缩振动, 其谱峰分别归为氧桥振动与C-O的伸缩振动形式, 其分值在1162与1050cm-1之间。然而有所差异之处在于指纹区, 其桑皮纤维的分值略小, 接近红外光谱谱峰的肩峰位置。

2.3 主要成分分析

2.3.1 纺织品纤维分类

纺织品纤维在分类过程中, 由于棉、麻所呈现的红外光谱分值比较接近, 而二者在纤维素的含量方面及其二者在化学成分组成方面存在一定的差别, 正是因为这些细微差别的存在, 界定了红外光谱数据成分分析具有一定的区别。而桑蚕丝与柞蚕丝的组成成分大多为氨基酸蛋白质分子, 在分析上面其红外光谱显示与纤维多肽链之间存在的酰胺基具有一定的关系, 了解其红外光谱中的谱峰位置与形状大似相同, 出于二者间氨基酸含量不同的原因, 通过红外光谱数据分析得出其具有明显的差异。

2.3.2 传统纸纤维分类

在对传统纸纤维进行实验过程中, 对五种材料各选四件, 依据测量条件实施红外光谱采集工作。通过计算体现出应有的信息量。结果显示, 在传统纸纤维中的五种材料中可以按其成分分为三大类:稻草为一类, 其任何波数都可以呈现的差异性;麦草与龙须草为一类, 其纤维素可以确定在1700-2800cm-1;松叶以及桑皮为一类, 在其分子结构与其组成方面存在一定的差异性。通过三种不同的分类, 可以有效的分析出其光谱结构。

3 结语

有效的运用红外光谱技术, 解决常见纤维质文物的分析鉴定具有明显的效果。在生活水平不断发展的今天, 人们在各领域中的要求逐渐提高, 在对博物馆进行参考游览过程中更过的关注其历史与文物价值。因此, 在文物以及文物材料保存、修复的过程中, 要做到极为重视的程度。通过本文的研究, 红外光谱在纤维质文物材料鉴别中的应用具有一定的重要作用, 可以有效的鉴别、科学的进行评估, 从而为文物以及文物材料的保存提供了基础研究工作。

摘要：在我国的纤维质文物材料当中, 属于纺织纤维与传统纸张纤维最为常见, 二者是博物馆精美文物的主要构成, 是对服饰、手稿书画作品构成的最基本材料形式。本文对红外光谱在纤维质文物材料鉴别中应用做了具体的实验, 通过实验将结果呈现, 并给予一定的讨论, 从而为利用红外光谱技术在纤维质文物材料鉴别中的应用提供帮助, 以实现科学评估纤维材料的有效保存。

关键词：红外光谱,纤维质文物材料,纺织纤维,纸纤维