艺术品检测分析技术手册-3
发布时间：2022-08-20 来源:北达燕园微构分析测试中心
关注我们 获取更多精彩内容
上一篇文章内容回顾：艺术品检测分析技术手册-2
分 类
紫外诱导红外荧光成像 (ultraviolet-induced infrared fluorescence imaging)属于非破坏式成像技术。检测对象不会因紫外线暴露而受损。
说 明
这种技术需采用发射波长 365 nm 的长波紫光源作为激发源。这种高能辐射会导致绘画材料发出可见光段、红外段的荧光或低能辐射。当一种化合物吸收波长较短的电磁辐射，电子提升到更高的电子能级时，就会发出荧光。这些电子在返回基态前会经历一个非辐射弛豫过程，因此发射出的光比吸收光波的波长更长（能量更低）。
在这种情况下，无论入射辐射的波长是多少，一种固定电子结构的分子只会产生种固定波长的荧光。这种现象会发生在一些无机质的绘面颜料上，包括锌白和镉墓颜料（如镉黄、镉橙和镉红） 绘画中假性颜料（如茜红、紫罗兰和印度黄）所包含的有机染料上也可以观察到这种现象。紫外激发可见荧光时，可同时观察到颜料中的所有荧光材料（包括天然树脂光油和蛋白质黏结剂）发出的荧光。因此对这种成像的解读是非常具有挑战性的。相比之下，受紫外诱导发红外光的材料比发可见光的材料少得多，因此，紫外诱导红外荧光成像是一种高选择性的技术。可观察到紫外诱导红外发光现象的颜料粉包括镉黄、镉橙、镉红、埃及蓝、中国蓝和中国紫。可以用带可见光滤镜（屏蔽715 nm 以下光波）的商用相机拍摄记录这种发光现象。
应 用
这种技术可屏蔽一般颜料填充料 / 基料（如锌白）和有机颜料（如茜素红和
印度黄）发出的可见荧光。可用它来检测镉系颜料发出的荧光。例如，镉黄的最大荧光发射波长高达 750 nm，镉橙的最大荧光发射波长高达 800 nm，镉红的最大荧光发射波长高达 850 nm，埃及蓝的特征最大荧光发射波长高达 910 nm。因此850-910 nm 的滤镜可用于识别埃及蓝颜料的荧光，同时还可屏蔽镉系颜料的荧光。
局限性
紫外诱导红外荧光成像是一种非常强大的成像技术，但仅适用于少数品种的颜料粉。不过对于含有大量锌白的绘画来说，它是一项关键的分析技术，因为锌白受紫外诱导会发出蓝绿色可见荧光，这类绘画的可见荧光成像反映的主要是锌白发出的荧光，会掩盖其他材料的发光现象。
补充技术
紫外照相术、便携式×射线荧光斑点分析、宏观×射线荧光成像、高光谱成像
以及光纤反射光谱法
技术规范与注意事项
——紫外光源的品牌和型号
——可见光滤镜的波长、品牌和型号
——拍摄记录用的相机品牌和型号
技术简史
以埃及蓝、中国蓝和中国紫的近红外发光作为诊断工具的文献首次发表于 2000年。关于镉系颜料红外荧光的文献于 1982 年首次发表于文化遗产科学类期刊(de la Rie).
文 献
[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''
Applied Spectroscopy 65 (8) pp. 939-951. (2011)
[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 类
光纤反射光谱法 (fibre optic reflectance spectroscopy, FORS）是一种非侵入式检测技术。用于FORS 分析的分光光度计可测量光谱的紫外段、可见光段和近红外段。
说 明
分光光度计测量的是一种材料对个谱段的光的反射比，测量结果以光谱曲线的形式给出，可反映材料反射的能量与波长（单位：nm）的关系。FORS用的是便携式分光光度计，配有光纤，可采集对象表面的反射光谱。大部分绘画材料都具有特定的光谱特征，采集 UV-VIS-NIR 谱段内的光谱，就可以得出它们在 VIS-NR 谱段的综合指标。
青金石和蓝铜矿的反射光谱 [感谢苏珊娜•布拉奇(Susanna Bracci)]
应 用
FORS 已应用于绘画和彩绘表面的颜料与染料鉴定。作为一种非侵入性技术，FORS 可以对物体表面的不同区域进行广泛的光谱表征，加上低成本小型光谱仪的普及，它已成为一种常用的强大原位检测技术。
局限性
反射光谱法对材料的鉴定能力在很大程度上取決于获取到的光谱品质（光谱分辨率），以及是否拥有可靠的标准谱谱库。当存在复杂混合物时，FORS 无法得出准确的结果。此外，有些反射光谱相似的颜料（如镉红和朱砂）也无法用 FORS 来区分。
紫外照相术、X射线荧光光谱法、扫描电子显微镜结合能量色散×射线光谱法、傅里叶变换红外光谱法、拉曼光谱法、X射线衍射、气相色谱-质谱法、裂解气相色谱-质谱法。
技术规范与注意事项
——配有光纤的分光光度计
——光源
——光谱范围
——光谱分辨率
——测量头几何条件（如照明0°、信号采集 45° ）
——测量区域
——每光谱扫描次数
——校准物（如 Spectralon® 99% 反射标准板）。
技术简史
1938 年，巴恩斯（Barnes ）率先用这种方法凭借颜料的光谱特征来表征颜料。
文 献
[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
Egg-tempera Polyptych, Late 14" Century, Florence, Italy'', Microchemical Journal 127, pp. 187-198. (2016)
[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)
[4] ''On-line Database of Fibre Optics Reflectance Spectra (FORS) of Pictorial Materials in the 270-1700 nm range''. (2011) http://fors.ifac.cnr.it/ (Retrieved 25-09-2017)
[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)
[6] Bacci M., L. Boselli, M. Picollo, B. Radicati, ''Ultraviolet, Visible, Near Infrared Fibre Optics Reflectance Spectroscopy'', in Scientific Examination for the Investigation of Paintings (ed. D. Pinna, M. Galeotti, R. Mazzeo), pp. 197-200. (2009)
[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)
[8] Leona M., J. Winter, ''Fibre Optics Reflectance Spectroscopy: A Unique Tool for the Investigation of Japanese Paintings'', Studies in Conservation 46 (3), pp. 153-162. (2001)
[9] Bacci M., ''UV-Vis-NIR FORS Spectroscopies in Modern Analytical Methods in Art and Archaeology'', in Chemical Analysis Series Vol. 155 (ed. E. Ciliberto, G. Spoto), New
York: Wiley & Sons, pp. 321-361. (2000)
[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
Art'' in Optical Sensors and Microsystems: New Concepts, Materials, Technologies(ed. S. Martellucci, A.N. Chester, A.G. Mignani), New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. (2000)
[11] Barnes N.F., ''A Spectrophotometric Study of Artists'' Pigments'', Technical Studies in the Field of Fine Arts 7, pp. 120-138. (1938)
未完待续......
▲
END
13611330937