用便携式拉曼光谱学习考古遗址

分析考古文物和艺术品的一个重要部分是化学鉴定。在发现人工制品的环境中，通过非破坏性拉曼分析可以直接获得这些数据。这些数据构成了鉴别染料、颜料和颜料的基础，表明了一件作品是何时以及如何制作的，提供了对创作时间的了解，并表明了这件物品的真实性。

拉曼光谱可用于测量较低的频率振动（低于500cm^-1）.该区域为矿物和颜料等无机材料的特征提供了相当多的信息。亚博网站下载通过研究拉曼光谱，也有可能识别色素多态形式的差异。

随着拉曼光谱仪尺寸的缩小，拉曼光谱在考古调查中的使用有所增加。该仪器的便携性使现场分析不需要移走样本或破坏重要的考古遗址。

便携式拉曼仪器I-Raman.^®系列包括光纤探头，有助于在不同条件下轻松获得样品。无法得到的样本也可以用探针进行研究。不需要样品制备。仪器的便携性和光纤探头用于测量不同形状和大小的样品。可以以1%的增量调整系统的激光功率，这就允许了低激光功率(3mW)。这种多功能性使该系统在处理深色颜料等具有挑战性的样品时非常理想。

用拉曼光谱研究考古遗址的例子

在伊比利亚半岛的阿布里瓜·德拉查尔索斯（廉政斯坦，特鲁埃尔）的绘画

在最近的一项研究中，便携式拉曼光谱用于在Iberian半岛的Abrigo de Los Chaparros（白化菩萨Del Arzobispo，Teruel）上的史前绘画。这些岩石绘画是在露天避难所中识别的。这使Raman测量因风，阳光和表面形成的外壳和灰尘而挑战。这些可能阻碍颜料的拉曼信号。对于本研究，设计了一种柔性泡沫橡胶帽，也被设计为Carol帽，并用于减少拉曼光谱的环境干扰。

在白天（图1）中获得了洞中的一个手指点的光谱，其中可以看到嗜血钛（H）峰以及归因于由Whewellite（W）和石膏（G）组成的外壳。

图1。洞岩石艺术的拉曼光谱在日光下测量，具有颜料血液（H）的峰值和石膏（G）和WheWellite（W）的吸收。

阿尔罕布拉国王大厅拱顶的石膏工作

B＆W Tek的便携式拉曼光谱仪也被用于详细研究阿罕布拉国王大厅拱顶的石膏工作所用的材料。亚博网站下载它是西班牙最重要的文化遗址之一。

这是一项正在进行的工作，已经进行了好几年。它包括分析抹灰材料，了解抹灰应用中涉及的技术和它们所遭受的腐蚀。图2为王殿拉曼仪器位置示意图，显微镜头位于离地12m的支架上，仪器和视频显微镜的图片，安装在三脚架上的电动舞台。

图2。a.国王大厅中一个拱顶的垂直剖面示意图，标明了脚手架的高度。b.支架顶部完整的拉曼仪器和c.三脚架上显微镜探针的详细信息。(经英国皇家化学学会许可转载)

在Alhambra的钟乳石拱顶装饰上测量拉曼光谱，而不会去除样品，从而保持这个重要的文化遗产的完整性，同时能够研究该网站的更大面积。多色石膏装饰反映了伊斯兰风格。鉴定了几种经典的古物颜料，并从Lapis Lazuli光谱中，也可以识别地理来源。蓝色是伊斯兰艺术中的显着色彩，并追踪其矿物质山山岩的起源，形成千兆拉兹水的颜料。

拱顶的蓝色装饰和合成和天然蓝色颜料的光谱，都有独特的青青石矿物峰在548cm^-1，如图3所示。

图3。蓝色颜料的拉曼光谱，均在548 cm处出现蓝青石特征峰^-1．

少量和朱砂颜料为拱顶的装饰提供了红色。在拱顶的不同区域，这些都被发现了，在某些装饰图案中，它们似乎被共同使用。在石膏底物上获得了朱砂光谱。

从收集的数据中，不仅可以识别颜料，而且还可以识别它们的降解。存在白色着色，可以在朱砂拉曼光谱中检测到如图4所示。这是由于降解产品Calomel而发生的，这也包括1009cm的信号^{－ 1}颜料涂在石膏上。

图4。朱砂颜料的拉曼光谱状况良好，显示出降解迹象。

大多数装饰物的镀金零件遭受腐烂，并且并不广泛存在。因此，原位分析是表征这些有限且难以访问样本区域的唯一方法。盖子中的黑色区域靠近镀金可能表示氧化锡，表明代替金，锡箔在镀金中使用，可能在以后的修复后。

结论

便携式拉曼光谱是学习考古位点的一个非常有用的工具，实现原位分析，从而减少了这些研究对关键文化遗址的影响。使用具有轻质仪器的光纤探头和三脚架安装视频显微镜的灵活性降低了采样要求，提高了使代表性测量的能力在可能是非常大的样本区域。

由于能够将激光功率调节到低水平，该仪器还能够在分析困难的深色颜料样品时实现灵活性和控制。拉曼光谱有助于深入了解建造和修复重要考古遗址所用的材料，并了解发生的降解，以帮助修复和保护工作。亚博网站下载

这些信息的来源、审查和改编来自B&W Tek提供的材料。亚博网站下载

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