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利用FTIR識(shí)別塑料文物

塑料在日常生活中發(fā)揮著重要作用。因此，某些塑料制品成為博物館藏品也就不足為奇了。

塑料的聚合物結(jié)構(gòu)使塑料非常耐用。然而，在空氣、水分、光和熱的影響下，塑料仍會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生降解。這種分解將造成兩方面的問(wèn)題。首先，重要的文化遺產(chǎn)正在逐漸消失。其次，分解產(chǎn)物可能會(huì)損壞藏品中的其他貴重物件。因此，我們需要開(kāi)發(fā)恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)技術(shù)。為此，必須確定塑料文物的成分。

進(jìn)行FTIR分析的折扇和紐扣

布魯克ALPHA II—理想之選

布魯克ALPHA FTIR是一款功能強(qiáng)大的光譜儀，能夠進(jìn)行無(wú)創(chuàng)物體分析。該儀器經(jīng)濟(jì)高效、操作直觀，可在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)珠寶或古織物等研究對(duì)象的分析和鑒定。

費(fèi)城藝術(shù)博物館和羅格斯大學(xué)使用布魯克ALPHA II，對(duì)該博物館的服裝與織物類(lèi)別的75件文物進(jìn)行了分析（3）。研究對(duì)象包括紐扣、耳環(huán)、亮片、串珠及大型織物等。對(duì)于形狀不規(guī)則或有光澤的物體，可使用*無(wú)接觸的“外反射”（ER）方法予以檢測(cè)。ALPHA II的檢測(cè)模塊中集成了一個(gè)攝像頭，以便準(zhǔn)確確定研究對(duì)象上的檢測(cè)點(diǎn)位。然而，某些織物由于不具有足夠的反射性，不適合這種檢測(cè)方法。對(duì)于這些物品，我們采用了“衰減全反射”（ATR）方法。在使用該方法時(shí)，需要在ATR樣品界面與物體之間施加壓力，以確保緊密接觸。

正在運(yùn)行的Alpha II。按住外部反射（ER）模塊的按鈕（左圖）。

ATR模塊上的綠色絲絨織物（右圖）。

一般情況下，分析過(guò)程僅需30秒左右即可完成。所得光譜覆蓋整個(gè)中紅外區(qū)。根據(jù)該光譜并對(duì)照參考光譜庫(kù)，即可識(shí)別該聚合物材料。

折扇的FTIR光譜；外反射（ER）光譜（藍(lán)色）和透射法檢測(cè)的參考光譜（紅色）；經(jīng)確定，材料為硝酸纖維素。 

結(jié)果和展望
研究結(jié)果表明，ALPHA II非常適用于分析塑料文物。該儀器可明確地識(shí)別和表征大部分檢測(cè)材料。
在未來(lái)，將有更多實(shí)驗(yàn)會(huì)采用ATR和ER模塊。事實(shí)上，費(fèi)城藝術(shù)博物館的Kate Duffy很高興地表示，其團(tuán)隊(duì)對(duì)ALPHA II非常滿意。
身為布魯克的成員，我們的ALPHA II FTIR光譜儀被用于幫助保護(hù)文化遺產(chǎn)，這讓我們感到非常激動(dòng)，我們欣然期待在未來(lái)的合作中繼續(xù)提供相關(guān)支持。

(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). https://doi.org/doi:10.7282/t3-nssd-y697.