紅外光譜在纖維質文物材料鑒別中的應用研究

石爽(遼寧科技大學,遼寧 鞍山 114051)

文物材料是專家、學者對于文物研究的重要參考內容，可以有效的研究其歷史以及價值內涵，其自身具備的基本屬性是博物館內多樣化藝術品的構成形式。紅外光譜技術的形成為該研究提供了一定的幫助，隨著科學技術的發展，紅外光譜技術逐漸成為文物研究的重要手段，本文利用該技術進行了實驗，通過實驗將結果呈現，并給予一定的討論，從而為利用紅外光譜技術在纖維質文物材料鑒別中的應用提供幫助，以實現科學評估纖維材料的有效保存。

1 紅外光譜在纖維質文物材料鑒別中應用的實驗

1.1 樣品制備

紡織纖維樣品制備，選取三種動物纖維，分別是桑蠶絲、柞蠶絲以及羊毛。再選取兩種植物纖維，分別是棉、麻。將選取好的紡織纖維樣品準備齊全，以備實驗之用，紡織纖維樣品全部由杭州市毛麻紡織技術研究所提供。在紡織纖維樣品制備結束以后，對傳統紙纖維進行樣品制備工作，在紙纖維樣品選取過程中可以選取稻草、麥草、龍須草、松葉以及桑皮等，以上這些傳統紙纖維樣品是湖南造紙工業研究所予以提供。樣品準備好以后，實施下一步的工作內容[1]。

1.2 測量條件選擇

紅外光譜在纖維質文物材料鑒別中應用中其采取的紅外光譜檢測技術采用的是美國熱電技術形式，并配備了紅外光譜儀進行衰減全反射過程。利用FTGS檢測器的應用，將金剛石反射到晶體，實現其具體功能。在實驗過程中，要將樣品保持水平放置于金剛石晶體上，通過光譜進行多次掃描，在掃描過程中設置光譜分辨率為4cm-1，采集范圍可以為400-500cm-1。在測量條件選擇上，為了杜絕樣品不均勻造成的紅外光譜測量干擾問題，大多采用的方法為多元散射校正形式，通過該形式的應用可以有效的對光譜數據實現預處理[2]。

2 紅外光譜在纖維質文物材料鑒別中應用結果與討論

2.1 紡織品纖維光譜表現

在實驗當中，對于五種紡織品纖維的紅外光譜結果予以呈現，能夠充分的判斷出動物纖維與植物纖維的區別。之所以有區別，是因為在動物纖維中的蛋白質肽鏈的關系，其存在大量的氮氫鍵；而在植物纖維中存在的纖維素與半纖維素進行有效的融合，才能組成大量的氮氫鍵，通過二者形成的不同，使光譜在3300-2800cm-1CH、NH以及OH之間的運用效果存在一定的差別。在三種動物纖維中，其蛋白質分子N-H進行伸縮振動，蠶絲纖維與羊毛角軟蛋白分子存在一定的差異。

2.2 傳統紙纖維光譜表征

在試驗中，對于五種傳統紙纖維的紅外光譜結果予以呈現，能夠準確判斷出五種不同天然植物的測試結果。由于在組成的化學成分極為相似，都具有纖維素、半纖維素、木質素以及果膠成分，因此在紅外光譜形狀與其所在的位置大致相同[3]。在譜峰中，纖維素與半纖維素之間的碳氫進行伸縮振動，其譜峰分別歸為氧橋振動與C-O的伸縮振動形式，其分值在1162與1050cm-1之間。然而有所差異之處在于指紋區，其桑皮纖維的分值略小，接近紅外光譜譜峰的肩峰位置。

2.3 主要成分分析

2.3.1 紡織品纖維分類

紡織品纖維在分類過程中，由于棉、麻所呈現的紅外光譜分值比較接近，而二者在纖維素的含量方面及其二者在化學成分組成方面存在一定的差別，正是因為這些細微差別的存在，界定了紅外光譜數據成分分析具有一定的區別。而桑蠶絲與柞蠶絲的組成成分大多為氨基酸蛋白質分子，在分析上面其紅外光譜顯示與纖維多肽鏈之間存在的酰胺基具有一定的關系，了解其紅外光譜中的譜峰位置與形狀大似相同，出于二者間氨基酸含量不同的原因，通過紅外光譜數據分析得出其具有明顯的差異。

2.3.2 傳統紙纖維分類

在對傳統紙纖維進行實驗過程中，對五種材料各選四件，依據測量條件實施紅外光譜采集工作。通過計算體現出應有的信息量。結果顯示，在傳統紙纖維中的五種材料中可以按其成分分為三大類：稻草為一類，其任何波數都可以呈現的差異性；麥草與龍須草為一類，其纖維素可以確定在1700-2800cm-1；松葉以及桑皮為一類，在其分子結構與其組成方面存在一定的差異性。通過三種不同的分類，可以有效的分析出其光譜結構。

3 結語

有效的運用紅外光譜技術，解決常見纖維質文物的分析鑒定具有明顯的效果。在生活水平不斷發展的今天，人們在各領域中的要求逐漸提高，在對博物館進行參考游覽過程中更過的關注其歷史與文物價值。因此，在文物以及文物材料保存、修復的過程中，要做到極為重視的程度。通過本文的研究，紅外光譜在纖維質文物材料鑒別中的應用具有一定的重要作用，可以有效的鑒別、科學的進行評估，從而為文物以及文物材料的保存提供了基礎研究工作。

[1]韓非，楊瑜榕，劉貴等.紅外光譜在纖維定性定量分析中的應用[J].中國纖檢，2012，02（19）:55-59.

[2]吳儉儉，孫國君，謝維斌等.紅外光譜與拉曼光譜技術在纖維定性分析中的應用[J].絲綢，2013，06（07）:27-33.

[3]黃偉，楊秀娟，張燕鳴等.近紅外光譜技術在肉類定性鑒別中的研究進展[J].肉類研究，2014，06（01）:31-34.