国产光谱仪“看清”三星堆象牙如何老化
如何在不损伤文物的情况下，看清其细微的结构变化与老化痕迹，一直是文物保护工作面临的巨大挑战。近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）广州园区研究员王振友团队研制的显微时间门控拉曼光谱仪，在三星堆象牙考古研究方面取得进展，成功为三星堆象牙完成高清晰度的“分子级无损检测”，首次清晰揭示其跨越三千年的老化过程。
传统用于分析文物成分的拉曼光谱技术，在面对三星堆象牙时常常失效，这是因为长期埋藏使象牙产生强烈的荧光，就像在文物表面打了一盏刺眼的灯，完全“淹没”承载物质信息的微弱拉曼信号，导致检测无法进行。
研究团队的核心创新在于“时间门控”技术。他们发现，虽然拉曼信号和荧光信号同时发出，但拉曼信号“闪现”极快（低于皮秒级），而荧光信号“滞留”时间较长（纳秒级）。新技术就像一个拥有超级快门的探测器，只在拉曼信号闪现的瞬间打开进行捕捉，随即关闭，从而巧妙避开持续存在的荧光干扰。
王振友介绍，在对4块三星堆象牙碎片的研究中，2块用传统方法几乎“看不见”的碎片，在新技术的检测下清晰呈现。其有效信号的信噪比提升了20倍以上。分析结果直观显示出象牙内部有机质流失的程度、骨架结构结晶性的变化、金属离子（如铜）和硫酸根离子等侵入并替代原有成分的痕迹——这正是导致象牙深度老化的主因，分析结果还表明部分样品可能经历焚烧等人为过程。
“它提供了一种安全的、洞察微观分子世界的手段，能为象牙文物的修复与加固提供精确依据；通过老化差异，反推不同器物所处的埋藏环境；识别焚烧等痕迹，为研究古蜀人的仪式活动提供线索。”王振友表示，这项突破不仅是光学检测技术的成功，更是对三星堆文化遗产研究的直接推动。
今年12月，该成果受邀在第13届国际先进振动光谱学会议上作邀请报告，获得国际考古与光谱领域专家的广泛关注。业界专家表示，该仪器在木乃伊等考古场景中能实现传统拉曼技术难以达到的光谱采集效果，并表达了合作意愿，希望加快其市场化推广，助力全球更多研究团队开展考古科学研究。
如何在不损伤文物的情况下，看清其细微的结构变化与老化痕迹，一直是文物保护工作面临的巨大挑战。近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）广州园区研究员王振友团队研制的显微时间门控拉曼光谱仪，在三星堆象牙考古研究方面取得进展，成功为三星堆象牙完成高清晰度的“分子级无损检测”，首次清晰揭示其跨越三千年的老化过程。
传统用于分析文物成分的拉曼光谱技术，在面对三星堆象牙时常常失效，这是因为长期埋藏使象牙产生强烈的荧光，就像在文物表面打了一盏刺眼的灯，完全“淹没”承载物质信息的微弱拉曼信号，导致检测无法进行。
研究团队的核心创新在于“时间门控”技术。他们发现，虽然拉曼信号和荧光信号同时发出，但拉曼信号“闪现”极快（低于皮秒级），而荧光信号“滞留”时间较长（纳秒级）。新技术就像一个拥有超级快门的探测器，只在拉曼信号闪现的瞬间打开进行捕捉，随即关闭，从而巧妙避开持续存在的荧光干扰。
王振友介绍，在对4块三星堆象牙碎片的研究中，2块用传统方法几乎“看不见”的碎片，在新技术的检测下清晰呈现。其有效信号的信噪比提升了20倍以上。分析结果直观显示出象牙内部有机质流失的程度、骨架结构结晶性的变化、金属离子（如铜）和硫酸根离子等侵入并替代原有成分的痕迹——这正是导致象牙深度老化的主因，分析结果还表明部分样品可能经历焚烧等人为过程。
“它提供了一种安全的、洞察微观分子世界的手段，能为象牙文物的修复与加固提供精确依据；通过老化差异，反推不同器物所处的埋藏环境；识别焚烧等痕迹，为研究古蜀人的仪式活动提供线索。”王振友表示，这项突破不仅是光学检测技术的成功，更是对三星堆文化遗产研究的直接推动。
今年12月，该成果受邀在第13届国际先进振动光谱学会议上作邀请报告，获得国际考古与光谱领域专家的广泛关注。业界专家表示，该仪器在木乃伊等考古场景中能实现传统拉曼技术难以达到的光谱采集效果，并表达了合作意愿，希望加快其市场化推广，助力全球更多研究团队开展考古科学研究。
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