洞穴壁畫(huà)與FT-IR光譜技術(shù)有何關(guān)聯(lián)？從原始的洞穴壁畫(huà)到米開(kāi)朗基羅和梵高的作品，藝術(shù)從人類原始時(shí)期開(kāi)始就伴隨著人類的成長(zhǎng)。洞穴壁畫(huà)不僅代表了人類最早創(chuàng)造的藝術(shù)形式，還可幫助我們?nèi)チ私饽莻€(gè)別無(wú)其他記錄形式的遠(yuǎn)古時(shí)代。
換句話講，這些洞穴壁畫(huà)變得尤其有趣。為深入了解遠(yuǎn)古人類的歷史，科研人員開(kāi)始對(duì)洞穴壁畫(huà)創(chuàng)作中使用的顏料進(jìn)行研究。因此，這些顏料的化學(xué)成分便成為了一項(xiàng)有意思的研究主題。
如果洞穴壁畫(huà)中使用的是無(wú)機(jī)顏料，則可使用拉曼光譜等技術(shù)進(jìn)行分析。我們?cè)诶庾V基礎(chǔ)系列中探討了這一應(yīng)用。然而，探索史前顏料的有機(jī)成分是一項(xiàng)相當(dāng)艱巨的挑戰(zhàn)。
雖然艱巨但這正是FT-IR光譜技術(shù)發(fā)揮作用之處。
在本文中，我們將向您介紹研究人員如何著手重建史前繪畫(huà)、檢驗(yàn)其成分，并創(chuàng)建一套整潔有序的數(shù)據(jù)庫(kù)。
通常情況下，紅外光譜技術(shù)非常適用于識(shí)別有機(jī)材料。此外，在混合物檢索中該技術(shù)也能獲得令人滿意的結(jié)果。
葡萄牙和法國(guó)的科研人員利用史前方法，制成了石器時(shí)代的染料。之后，他們使用FT-IR光譜儀，對(duì)這些染料及其成分進(jìn)行了分析（表1）。那么，這些史前繪畫(huà)的實(shí)際樣本又起到什么作用呢？
| 具體成分 | 混合物 |
| 紅赭石 | 紅赭石+人體唾液 |
| 黃赭石 | 紅赭石+植物油 |
| 粘土（高嶺石型） | 紅赭石+蛋黃 |
| 木炭 | 黃赭石+蛋黃 |
| 動(dòng)物脂肪 | 黃赭石+茜草 |
| 雞蛋 | 粘土+水 |
| 血液 | 粘土+蛋黃 |
| 唾液 | 千枚巖+水 |
| 茜草 | 千枚巖+蛋黃 |
| 千枚巖（變質(zhì)巖） | 蛋清+蛋黃 |
| 梨果仙人掌 | |
| 燒制牛骨 |
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表1：上表列出了使用FT-IR技術(shù)測(cè)得的混合物及具體成分。
這項(xiàng)研究的目標(biāo)是確定每種成分的標(biāo)志譜帶并創(chuàng)建一套數(shù)據(jù)庫(kù)，以便將史前繪畫(huà)的實(shí)際光譜與該數(shù)據(jù)庫(kù)以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行比較。
實(shí)際上，這也就是根據(jù)“新制”繪畫(huà)材料的參考光譜，對(duì)原畫(huà)顏料中的成分予以驗(yàn)證。因此，從理論上講，我們便可了解有哪些材料可用于創(chuàng)作這些畫(huà)作。
在未來(lái)，基于古畫(huà)的FT-IR數(shù)據(jù)庫(kù)有助于在現(xiàn)場(chǎng)確定畫(huà)作的確切成分，從而不僅為科研人員的研究提供支持，還將幫助修復(fù)者保護(hù)重要的藝術(shù)珍品。
為分析上述具體成分和混合物，研究人員使用了一臺(tái)配備ATR（衰減全反射）附件的布魯克Alpha FT-IR光譜儀。他們首先使用一把刮刀采集樣品。然后，通過(guò)24次掃描，以4 cm−1的分辨率，生成400–4000 cm−1區(qū)間的光譜。
如此生成的光譜質(zhì)量高，可用于識(shí)別其中每種化合物并區(qū)分各種混合物中的不同物質(zhì)。研究人員直接使用OPUS IR軟件即完成了上述新數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建。
參考文獻(xiàn)
Garcês , S.、Gomes, H.、Haddab, L.、Cura, P和Rosina, P.?！短綄な非岸囱ū诋?huà)中可能使用的混合顏料的ATR-FTIR信號(hào)》。Rock Art Res. 36, 182-188 (2019)。
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