文|青橘科普
编辑|青橘科普
序言
目前的剖析程序,关于媒体鉴别的保存文献是相当广泛的。
1986年为止关于剖析程序的主要文献,提供了有用的总结,和弗洛谢姆描述了一系列系统的微物理程序。
微物理测试是可排序的方式,但须要比从许多文物中获得的更多的样本,薄层色谱法是一种相对实惠的特殊剖析程序,十分简略地描述了一种系统的仪器裂解程序。
它包含了几乎所有,目前广泛用于黏合剂辨识的仪器技术技术。
微物理测试和主要的仪器程序都须要刮伤,不能直接用于横截面。
红外波谱测定法是一种通用的仪器技术,但是染料常常会干扰结果,但是在大多数情况下,该技术对涂料样品的通常而不是特定的辨识很有用。
另一种通用的仪器方式是将热解法,一种样品制备技术,与液相色谱法相结合。
热解分解天然聚合物
热解是指将涂料样品加热到低温,引起有机黏合剂分解成更小的挥发性碎片,热解产物之后在液相色谱仪中分离。色素其实不会干扰结果,并且在某种程度上,通过这些技术可以进行特定的介质辨识。
动物树胶和蛋白质介质是天然的聚合物,可以通过物理方式分解成它们的基本预制构件。
在树香糖中,单体是由这种寡糖衍生下来的糖原和酸,在蛋白质的情况下,单体是多肽。这种单体的分离以及起码一些不同单体类型的定量,可以提供关于黏合剂类型的十分具体的信息。
剖析一般通过色谱技术进行:这种范围从上面提及的薄层色谱,到更高昂的仪器程序,如液相色谱、高效气相色谱,以及串联技术,如液相色谱-质谱。色谱程序不是通用的,但可以提供任何常规应用的黏合剂辨识技术。
老化的干燥油薄膜在本质上也是聚合物,与牙龈和蛋白质不同光谱表征,干燥的油纤维膜不能分解成它们原始的单体单位,但它们起码可以部份分解成更小的碎片,更易于辨识。
GC和GC-MS是剖析这种片断的标准技术。
这种类型的剖析是目前惟一的方式,可以确定不同类型的干燥油,液相色谱和更好的液相色谱,质相色谱也是目前辨认动物树脂的选择,这种树脂一般由许多不同化合物的混和物组成。
刮除涂料的技术
傅里叶变换红外显微波谱,早已提及作为一种可以应用于刮除涂料的技术,也可以应用于横截面,使用染色和红外剖析,最不模糊的结果是在薄切块上切块。
在个别情况下现代剖析技术是十分敏感的。
如今可以在从人工制品提取的样品中,辨识出少量的有机残留物。这促使原先难以获得的丰富信息成为可能,但它也可能打开了被误会的房门。
在研究来自人工制品的样本的过程中,非常值得关注的是曾经的修补或处理。
涂料的巩固或反复清洗,和油漆的应用可以将多种类型的有机材料,引入涂料薄膜中,同时可能消除一些原始的,有机成份或加速其酸败。
其实假如添加的成份,比原始成份具有完全不同的物理性质,仔细剖析可以分辨原始材料和那些添加物。
但是,许多所使用的材料,非常是在过去的几六年里,都是自然来源的。
用涂有胶漆的人工制品的明胶氨水处理,将使原始黏合剂的剖析变为不可能,即便使用目前的仪器剖析程序,也未能与近来起源的胶带区分开来。
现代艺术保护的伦理规范一般规定,任何引入到旧底漆表面的有机材料,都应当比原始有机成份完全不同,以免使未来的剖析有问题。
但是,即便是一些被广泛使用的现代合成材料也有可能引起问题。比如纤维素醚目前用于巩固射孔漆。
这些材料的酯化会形成猕猴桃糖,尽管它不是动物树胶的成份,但猕猴桃糖可以出现在一些富含碳水化合物的黏合物中,通过处理引入这些碳水化合物,将使猕猴桃糖的原始存在难以确定,可以给出许多这样的情况。
显微镜下的涂料
涂料由一种称为黏合剂的薄膜成份,和一种或多种称为染料的有机或无机着色剂组成。
涂料是一种不含着色剂的有机保护镀层,涂料黏合剂和变树脂一般由类似的材料组成,如干燥油、亲油、天然和合成树脂、树胶或蜡。
随着商业、贸易和技术为艺术家和匠人提供新材料,涂料和油漆的成份和含量发生了历史。
这种材料的组成让它们的应用方法,以及它们的改变和退化的方法,对它们所属的历史和艺术作品的保护、解释和认证具有十分实际的影响。
显微镜容许人们观察层的结构,和特定层的溶化度和熔点便的愈发简单,显微镜还可以确定显微镜样品的元素组成,并确定由这种元素产生的物理官能团。
元素和物理剖析可能涉及样品和试剂之间的,微物理反应或使用仪器来测量样品,对电磁幅射的吸收或发射。
上漆和上漆木材的样品可以采取不同的方式,薄片、颗粒或刮屑。
为了易于讨论,用于微观剖析的样品通常可分为两类:层状样品和颗粒样品。
分层样品包含一个或多个完整的层,而粒子样品只包含一个特定层的一部份。
分层样本用于研究层的数目、序列、条件和互相作用。层状样品和颗粒样品都用于研究特定层的溶化度、熔点或组成。采集样本的期望是,从剖析中得到的信息将代表被取样的区域。
红外波谱系统
一些研究人员早已成功地报导了光谱表征,由不同组成的类似颜色的涂料薄膜之间的辨识。
x射线拍照用于研究物体的复合结构,和x射线吸收材料的分布,如重金属染料、金属、织物和木材支架。
x射线萤光波谱是一种用于元素,成份无创点剖析的仪器技术,但是仪器成本极其高昂,该技术并不广泛使用,显微镜剖析所需的样品量十分少。
文献一般报导层状样品的规格在0.1-0.5mm3之间,而颗粒样品极少超过0.1mm3,但是边沿样品的大小要小得多。
在实践中,样本量较少受任意检测的控制,而不是受对象的大小和条件、样本地点的位置,以及剖析后是否可以返回样本的实际约束。
可以使用多种工具清除分层样品,比如,尖刀刀片、钨探针、镊子和皮下针。颗粒样本要小得多,可以用放疗刀或探针从曝露层的表面刮取,或则从薄片中搜集成碎片。
污染和改变可能会干扰剖析或使样品难以使用,因而它们只能使用清洁的工具处理,储存在惰性容器中,并免受低温和光照。样品制备是剖析过程的一个组成部份,按照样品和使用的显微技术量身定做。
颗粒样品一般被粉碎和分离,用于剖析组分颗粒,一般被称为分散样品。
样品横切样品
初期的技术使用氨基丙烯酸、甲酯树脂切块,被平整摆在一块蜡或黏土上,并使用反射反射的可见光和超萤光照明进行检测。
横切面样品可以被切块机切割形成大量的薄片,或则她们可以在相反的侧面抛光,形成一个单一的薄片。
在保存文献中,薄片的长度一般为5-50µm。人眼的平均码率约为0.1毫米,因而未能分辨大多数涂料层和油漆层,更不用说分辨某些色素颗粒了。
光显微镜和电子显微镜,提供了检测和剖析样品所需的放大率和帧率。
复合光显微镜是几种光学显微镜之一,它使用玻璃或反射光透镜,和电磁波谱的近紫外线可见区域产生放大的彩色图象。
用复合光显微镜获得的最大有用放大率约为31000,帧率约为0.2µm(0.)。复合光显微镜可以配备各类各样的反射和透射光源、物镜和滤光器。
这种变化容许检测单个层及其组分粒子,确定溶化度和熔点,并剖析光学性质、元素和物理成份。
复合光显微镜被用于两种技术,这是涂料和油漆的显微镜剖析的基础:偏振显微镜和萤光显微镜。
偏振显微镜按照偏振对粒子样品的吸收,和折射来描述和辨识纤维纤维样品。
萤光显微镜用于按照材料的中级萤光,或用于标记它们的中级萤光色素的二次萤光,来辨识材料。
其他技术使用特殊光学,来提高样品的对比度或使用,分光光度计检测可见反射率和萤光,显微技术分散在卡吉尔中的涂料颗粒样品相片中。
样品由病毒、红氧化铁、爵士湖、黄赭石和白铅石组成。
样品采用透射平面偏振光照明,红外显微波谱是一种用于层状和粒子样品分子剖析的技术。红外显微波谱学将复合光学显微镜与红外波谱仪相结合。
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜(SEM),是一种用于地形检测和元素表面组成剖析的。扫描电子显微镜使用一束电子,和电磁透镜来产生放大的单色标本图象。
这种图象的最大有用放大倍数约为,帧率约为10nm(0.01µm),比复合光学显微镜明显降低。所谓的后向散射图象,是由从样品表面反射或后向散射的电子产生的。
二次电子图象由电子,吸收峰的频度和硬度是材料分子结构的特点,用于研究成份、纯度和降解的变化,这是在样品与电子披发生非弹性碰撞后发出的。
这两种类型的图象都传达了表面形貌。
作者观点:
许多应用来自于对层和单个颗粒的简单微观检测:基岩剖析,纤维处理。对表面相关处理进展的评估,以及溶化度和熔点的测定。
显微物理和显微波谱技术可用于表征样品组成,这种应用程序一般是互补的和互相依赖的,分层剖析分层样品最常用于岩体剖析和三个实际应用:
纤维处理历史研究评价表面相关处理的进展测定固体性和熔点
复合光学显微镜是基岩剖析的主要工具,对两个或多个样本进行比较检测,以及一个样本内的多个截面面,有助于确保单个样本的异常不会造成错误的推论。
参考文献:
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