手持式拉曼光谱仪的潜力评估与优化:艺术品原位无损材料表征

DOI:10.1002/jrs.5585 期刊:Journal of Raman Spectroscopy 出版年份:2019 更新时间:2026-01-09 18:49:40
摘要: 拉曼光谱技术经过数十年的技术与方法学进步,已从实验室创新成果发展为应用日益广泛的成熟分析工具,尤其适用于文化遗产研究对象的研究。微型化领域的持续研究催生了新一代移动式、便携式及手持式光谱仪,深刻改变了科学家进行材料分析的方式。尽管与台式仪器相比,微型化设备在性能和灵活性上有时存在局限,但其通常具有体积小巧、重量轻、操作简便的特点,并配备光纤和电池,使操作人员能轻松携带设备并及时在现场采集数据。本研究评估了一款新型手持式拉曼光谱仪,用于对纽约市五家知名博物馆艺术品中的有机与无机材料进行原位无损分析,相关案例包括:布鲁克林博物馆馆藏罗马-埃及葬礼肖像画中含靛蓝植物染料的研究;摩根图书馆与博物馆中世纪及文艺复兴手稿天然蓝色着色剂与矿物颜料的检测鉴定;大都会艺术博物馆馆藏12世纪韩国漆盒上黄色颜料与蛋白质镶嵌材料的研究;现代艺术博物馆马蒂斯剪纸作品所用合成有机染料与颜料的特性分析;以及惠特尼美国艺术博物馆馆藏杰夫·昆斯作品中不同塑料、填料与颜料的鉴定。
作者: Federica Pozzi,Elena Basso,Adriana Rizzo,Anna Cesaratto,Thomas J. Tague, Jr.
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展示了升级版手持式Bravo拉曼光谱仪在纽约市知名博物馆的艺术品中,对多种有机和无机材料进行原位、无损分析的有效性。

手持式拉曼光谱仪对于多种文化遗产材料(包括天然染料、矿物颜料、合成有机颜料、蛋白质类材料、塑料和填料)的原位、无损分析具有重要价值。尽管该仪器在聚焦、激光功率控制和光谱分辨率方面存在局限,但其便携性、扩展的光谱范围以及SSE荧光抑制功能,使其能够成功表征各类艺术品,而手动数据处理可进一步提升光谱质量。未来的工作将拓展至更多敏感材料。

缺少机载摄像头使得聚焦微小细节变得复杂;无法调节激光功率(固定约为50毫瓦)可能对敏感材料造成热损伤风险;激发波长的有限灵活性限制了某些化合物(如绿色颜料)的分析;与台式光谱仪相比,较低的光谱分辨率阻碍了对密切相关的分子进行区分;在某些情况下,需要手动进行光谱操作才能获得最佳结果。

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