金贝尔分享布鲁克光谱：文化遗产材料中塑料的FTIR分析

2022年09月28日 09:22 来源：天津市金贝尔科技有限公司

使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术来识别和表征聚合物并不算新方法。或许您已在工业质量控制或微塑料的鉴定中了解过此方法。然而，您是否还知道，FTIR分析已成为博物馆和展览馆中塑料文物的分析工具呢？事实上，FTIR是一项非常重要的技术。它在改善储存环境、确定保存要求以及为状况较差的文物选择处理方法方面，一直发挥着至关重要的作用（1）。

利用FTIR识别塑料文物

塑料在日常生活中发挥着重要作用。因此，某些塑料制品成为博物馆藏品也就不足为奇了。

塑料的聚合物结构使塑料非常耐用。然而，在空气、水分、光和热的影响下，塑料仍会随着时间的推移而发生降解。这种分解将造成两方面的问题。首先，重要的文化遗产正在逐渐消失。其次，分解产物可能会损坏藏品中的其他贵重物件。因此，我们需要开发恰当的保护技术。为此，必须确定塑料文物的成分。

进行FTIR分析的折扇和纽扣

理论上，我们可以使用多种分析技术。然而，这些技术中大多数都较为繁琐、成本较高，并且样品在分析过程中会被损坏。当然，破坏文物进行分析也是不可取的。此外，博物馆需要一种易于使用的且具有成本效益的技术。FTIR光谱仪恰好满足这些要求。事实上，到目前为止，FTIR已成为展览馆、图书馆和博物馆中鉴定塑料文物泛使用的方法（2）。

布鲁克ALPHA II—理想之选

布鲁克ALPHA FTIR是一款功能强大的光谱仪，能够进行无创物体分析。该仪器经济高效、操作直观，可在短时间内完成对珠宝或古织物等研究对象的分析和鉴定。

费城艺术博物馆和罗格斯大学使用布鲁克ALPHA II，对该博物馆的服装与织物类别的75件文物进行了分析（3）。研究对象包括纽扣、耳环、亮片、串珠及大型织物等。对于形状不规则或有光泽的物体，可使用*无接触的“外反射”（ER）方法予以检测。ALPHA II的检测模块中集成了一个摄像头，以便准确确定研究对象上的检测点位。然而，某些织物由于不具有足够的反射性，不适合这种检测方法。对于这些物品，我们采用了“衰减全反射”（ATR）方法。在使用该方法时，需要在ATR样品界面与物体之间施加压力，以确保紧密接触。

正在运行的Alpha II。按住外部反射（ER）模块的按钮（左图）。

ATR模块上的绿色丝绒织物（右图）。

一般情况下，分析过程仅需30秒左右即可完成。所得光谱覆盖整个中红外区。根据该光谱并对照参考光谱库，即可识别该聚合物材料。

折扇的FTIR光谱；外反射（ER）光谱（蓝色）和透射法检测的参考光谱（红色）；经确定，材料为硝酸纤维素。

结果和展望

研究结果表明，ALPHA II非常适用于分析塑料文物。该仪器可明确地识别和表征大部分检测材料。

在未来，将有更多实验会采用ATR和ER模块。事实上，费城艺术博物馆的Kate Duffy很高兴地表示，其团队对ALPHA II非常满意。

身为布鲁克的成员，我们的ALPHA II FTIR光谱仪被用于帮助保护文化遗产，这让我们感到非常激动，我们欣然期待在未来的合作中继续提供相关支持。

References

(1) Bell, J., Nel, P., & Stuart, B. Non-invasive identification of
polymers in cultural heritage collections: Evaluation, optimisation and
application of portable FTIR (ATR and external reflectance) spectroscopy
to three-dimensional polymer-based objects. Heritage Science. 1-18 (2019).

(2) Van Oosten, T., Learner, T. Identification and characterization of plastic artefacts: Which plastics are in my collection? The need for a plastic reference sample collection (SamCo). In: Lavédrine B, Fournier A, Martin G, editors. Preservation of Plastic Artefacts in museum collections. Paris: Comit. Des Travaux Historiques Et Scientifiques. 7–42. (2012).

(3) Scavuzzo, A., Arbuckle-Keil, G., Macro, N. and Duffy, K. Characterization of Polymers used in Cultural Heritage Materials. (2022). doi.org/doi:10.7282/t3-nssd-y697.

关键词：德国布鲁克,天津金贝尔,红外光谱法,FTIR,红外光谱仪

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