藝術(shù)品檢測分析技術(shù)手冊-3
發(fā)布時間：2022-08-20 來源:北達燕園微構(gòu)分析測試中心
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分 類
紫外誘導紅外熒光成像 (ultraviolet-induced infrared fluorescence imaging)屬于非破壞式成像技術(shù)。檢測對象不會因紫外線暴露而受損。
說 明
這種技術(shù)需采用發(fā)射波長 365 nm 的長波紫光源作為激發(fā)源。這種高能輻射會導致繪畫材料發(fā)出可見光段、紅外段的熒光或低能輻射。當一種化合物吸收波長較短的電磁輻射，電子提升到更高的電子能級時，就會發(fā)出熒光。這些電子在返回基態(tài)前會經(jīng)歷一個非輻射弛豫過程，因此發(fā)射出的光比吸收光波的波長更長（能量更低）。
在這種情況下，無論入射輻射的波長是多少，一種固定電子結(jié)構(gòu)的分子只會產(chǎn)生種固定波長的熒光。這種現(xiàn)象會發(fā)生在一些無機質(zhì)的繪面顏料上，包括鋅白和鎘墓顏料（如鎘黃、鎘橙和鎘紅） 繪畫中假性顏料（如茜紅、紫羅蘭和印度黃）所包含的有機染料上也可以觀察到這種現(xiàn)象。紫外激發(fā)可見熒光時，可同時觀察到顏料中的所有熒光材料（包括天然樹脂光油和蛋白質(zhì)黏結(jié)劑）發(fā)出的熒光。因此對這種成像的解讀是非常具有挑戰(zhàn)性的。相比之下，受紫外誘導發(fā)紅外光的材料比發(fā)可見光的材料少得多，因此，紫外誘導紅外熒光成像是一種高選擇性的技術(shù)。可觀察到紫外誘導紅外發(fā)光現(xiàn)象的顏料粉包括鎘黃、鎘橙、鎘紅、埃及藍、中國藍和中國紫。可以用帶可見光濾鏡（屏蔽715 nm 以下光波）的商用相機拍攝記錄這種發(fā)光現(xiàn)象。
應 用
這種技術(shù)可屏蔽一般顏料填充料 / 基料（如鋅白）和有機顏料（如茜素紅和
印度黃）發(fā)出的可見熒光?？捎盟鼇頇z測鎘系顏料發(fā)出的熒光。例如，鎘黃的最大熒光發(fā)射波長高達 750 nm，鎘橙的最大熒光發(fā)射波長高達 800 nm，鎘紅的最大熒光發(fā)射波長高達 850 nm，埃及藍的特征最大熒光發(fā)射波長高達 910 nm。因此850-910 nm 的濾鏡可用于識別埃及藍顏料的熒光，同時還可屏蔽鎘系顏料的熒光。
局限性
紫外誘導紅外熒光成像是一種非常強大的成像技術(shù)，但僅適用于少數(shù)品種的顏料粉。不過對于含有大量鋅白的繪畫來說，它是一項關(guān)鍵的分析技術(shù)，因為鋅白受紫外誘導會發(fā)出藍綠色可見熒光，這類繪畫的可見熒光成像反映的主要是鋅白發(fā)出的熒光，會掩蓋其他材料的發(fā)光現(xiàn)象。
補充技術(shù)
紫外照相術(shù)、便攜式×射線熒光斑點分析、宏觀×射線熒光成像、高光譜成像
以及光纖反射光譜法
技術(shù)規(guī)范與注意事項
——紫外光源的品牌和型號
——可見光濾鏡的波長、品牌和型號
——拍攝記錄用的相機品牌和型號
技術(shù)簡史
以埃及藍、中國藍和中國紫的近紅外發(fā)光作為診斷工具的文獻首次發(fā)表于 2000年。關(guān)于鎘系顏料紅外熒光的文獻于 1982 年首次發(fā)表于文化遺產(chǎn)科學類期刊(de la Rie).
文 獻
[1] Comelli, D., V. Capogrosso, C. Orsenigo, and A. Nevin, ''Dual wavelength excitation for the time-resolved photoluminescence imaging of painted ancient Egyptian objects''. Heritage Science 4. (2016)
[2] Mass, J. L., E. Uffelman, B. Buckley, I. Grimstad, A. Vila, J. Delaney, J. Wadum, V. Andrews, L. Burns, S. Florescu, and A. Hull, ''Portable X-ray fluorescence and infrared fluorescence imaging studies of cadmium yellow alteration in paintings by Edvard Munch and Henri Matisse in Oslo, Copenhagen, and San Francisco'', The Noninvasive Analysis of Painted Surfaces: Scientific Impact and Conservation Practice, Eds. Austin Nevin and Tiara Doherty, Smithsonian Contributions to Museum Conservation 5. (2016)
[3] Ganio, M., J. Salvant, J. Williams, L. Lee, O. Cossairt, and M. Walton, "Investigating the use of Egyptian blue in Roman Egyptian portraits and panels from Tebtunis, Egypt", Applied Physics A, 121 (3), pp. 813-821. (2015)
[4] Thoury, M., J. Delaney, R. de la Rie, M. Palmer, K. Morales, and J. Kruger, ''Near-infrared luminescence of cadmium pigments: In situ identification and mapping in paintings''
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[5] Verri, G. ''The spatially resolved characterization of Egyptian blue, Han blue, and Han purple by photo- induced luminescence digital imaging'', Analytical and Bioanalytical Chemistry 394 (4), ''pp. 1011-1021. (2009)
[6] Verri, G., P. Collins, J. Ambers, T. Sweek, and St. John Simpson, ''Assyrian colors: pigments on a neo-Assyrian relief of a parade horse'', The British Museum Technical Research Bulletin 3, pp. 57-62. (2009)
[7] de la Rie, R., ''Fluorescence of paint and varnish layers (Part I)'', Studies in Conservation, 27, pp. 1-7. (1982)
分 類
光纖反射光譜法 (fibre optic reflectance spectroscopy, FORS）是一種非侵入式檢測技術(shù)。用于FORS 分析的分光光度計可測量光譜的紫外段、可見光段和近紅外段。
說 明
分光光度計測量的是一種材料對個譜段的光的反射比，測量結(jié)果以光譜曲線的形式給出，可反映材料反射的能量與波長（單位：nm）的關(guān)系。FORS用的是便攜式分光光度計，配有光纖，可采集對象表面的反射光譜。大部分繪畫材料都具有特定的光譜特征，采集 UV-VIS-NIR 譜段內(nèi)的光譜，就可以得出它們在 VIS-NR 譜段的綜合指標。
青金石和藍銅礦的反射光譜 [感謝蘇珊娜?布拉奇(Susanna Bracci)]
應 用
FORS 已應用于繪畫和彩繪表面的顏料與染料鑒定。作為一種非侵入性技術(shù)，FORS 可以對物體表面的不同區(qū)域進行廣泛的光譜表征，加上低成本小型光譜儀的普及，它已成為一種常用的強大原位檢測技術(shù)。
局限性
反射光譜法對材料的鑒定能力在很大程度上取決于獲取到的光譜品質(zhì)（光譜分辨率），以及是否擁有可靠的標準譜譜庫。當存在復雜混合物時，F(xiàn)ORS 無法得出準確的結(jié)果。此外，有些反射光譜相似的顏料（如鎘紅和朱砂）也無法用 FORS 來區(qū)分。
紫外照相術(shù)、X射線熒光光譜法、掃描電子顯微鏡結(jié)合能量色散×射線光譜法、傅里葉變換紅外光譜法、拉曼光譜法、X射線衍射、氣相色譜-質(zhì)譜法、裂解氣相色譜-質(zhì)譜法。
技術(shù)規(guī)范與注意事項
——配有光纖的分光光度計
——光源
——光譜范圍
——光譜分辨率
——測量頭幾何條件（如照明0°、信號采集 45° ）
——測量區(qū)域
——每光譜掃描次數(shù)
——校準物（如 Spectralon? 99% 反射標準板）。
技術(shù)簡史
1938 年，巴恩斯（Barnes ）率先用這種方法憑借顏料的光譜特征來表征顏料。
文 獻
[1] Serefidou M., S. Bracci, D. Tapete, A. Andretti, L. Biondi, M.P. Colombini, C. Giannini D. Parenti, ''Microchemical and Microscopic Characterization of the Pictorial Quality of
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[2] Cheilakou E., M. Troullinos, M. Koui, ''Identification of Pigments on Byzantine Wall Paintings from Crete (14''" Century AD) using Non-invasive Fibre Optics Diffuse Reflectance Spectroscopy (FORS)'', Journal of Archaeological Science 41, pp. 541-555. (2014)
[3] Gulmini M., A. Idone, E. Diana, D. Gastaldi, D. Vaudanc, M. Aceto, ''Identification of Dyestuffs in Historical Textiles: Strong and Weak Points of a Non- invasive Approach'', Dyes and Pigments 98, pp. 136-145. (2013)
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[5] Delaney J.., G.Z. Jason, M. Thoury, R. Littleton, M.. Palmer, K.M. Morales, E.R. de la Rie, A. Hoenigswald, ''Visible and Infrared Imaging Spectroscopy of Picasso''s Harlequin Musician: Mapping and Identification of Artist Materials In Situ'', Applied
Spectroscopy 64, pp. 584-594. (2010)
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[7] Bacci M., A. Casini, C. Cucci, M. Picollo, B. Radicati, M. Vervat, ''Non-invasive Spectroscopic Measurements on the I Ritratto della Figliastra by Giovanni Fattori: Identification of Pigments and Colorimetric Analysis'', Journal of Cultural Heritage 4 (4), pp. 329-336, (2003)
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[10] Picollo M., M. Bacci, A. Casini, F. Lotti, S. Porcinai, B. Radicati, L. Stefani, ''Fibre Optics Reflectance Spectroscopy: A Non-destructive Technique for the Analysis of Works of
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[11] Barnes N.F., ''A Spectrophotometric Study of Artists'' Pigments'', Technical Studies in the Field of Fine Arts 7, pp. 120-138. (1938)
未完待續(xù)......
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