红外光谱技术在馆藏丝绢文物照明损伤度评价中的应用

馆藏丝绢文物具有极高的历史价值和艺术价值,但是丝绢材料却极易在展陈照明过程中发生开裂和脆化。由于红紫外光对于文物照明没有贡献,因此实现丝绢文物有效照明保护的基础,是找到评价可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效方法。机械损伤是丝绢文物最主要的光化学损伤形式,本质上是其内部的分子结构发生了改变,而常用的色差法和拉曼光谱法均因自身局限性无法有效测取丝绢文物的微观结构。研究表明红外光谱法适用于测取丝绢文物的微观变化,且光谱中表征酪氨酸和结晶度的特征信号能够有效反映紫外光对于丝心蛋白结构和性质的影响,但是两者表征可见光对于丝绢材料照明损伤度的有效性目前仍有待明确。通过十种窄带光源的辐照实验得到了丝绢文物的光老化样品,并基于样品的红外光谱分析定义了酪氨酸指数TFTIR和结晶度指数CFTIR两种损伤评价参数。在使用TFTIR和CFTIR描述可见光对于丝绢样品照明损伤规律的基础上,进一步分析了两者表征丝绢材料对可见光波长λ和曝光量Q耦合响应的性能。对Q与TFTIR的相关性分析结果表明:除595nm辐照组外(Sig<0.05),Q对TFTIR均无显著影响(Sig>0.05),说明TFTIR不适合表征丝绢的光照响应度。对Q与CFTIR的相关性分析结果表明:Q对CFTIR有显著影响(Sig<0.01)且两者相关性很强(|Pearson|>0.9),说明CFTIR能够有效表征丝绢材料对于Q的响应特性。对Q与CFTIR的线性回归分析结果表明:两者虽不适合建立线性回归模型(R2<0.8),但Q对于CFTIR具有解释性(Sig<0.05);λ对CFTIR的影响有差异但没有突变,说明CFTIR具有表征丝绢材料对于λ响应特性的潜力。根据上述分析结论,使用多项式拟合构建了基于CFTIR的丝绢光照响应度函数f(λ,Q),拟合评价参数表明该式具有良好的解释性(确定性系数R^(2)>0.8,误差平方和SSE与均方根误差RMSE均趋于0)。最终提出了丝绢文物的照明损伤度模型D=∫^(780)_(380)S(λ)f(λ,Q)dλ并选取典型展陈照明光源对其进行了验证,配对样本T检验的结果(Sig>0.05)表明该模型能够准确计算丝绢文物的照明损伤度。该研究能够为馆藏丝绢文物的照明损伤评价、光源损伤判定和照明标准制定提供有效的帮助。

博物馆照明中照度与时间对染色文物的损伤规律

染色文物具有很高的光敏感性,极易受到照明的影响发生褪色和变色等不可逆的永久性色彩损伤,得到损伤规律是降低染色文物照明损伤的前提。本研究选择在可见波段功率较为平均的D55为光源,在4种照度水平下分别对21种绘画颜料样品进行1200 h的照射实验,每120 h对样品进行色彩参数测试并计算色差值。通过多项式拟合方法建立色彩损伤度评价方程组ΔE=f_(i)(I,t)(其中i=1,2,3,…,21),得到21种颜料色差ΔE随照度I和时间t变化的三维可视化曲面图,揭示了照度和时间对不同颜料的色彩损伤规律,实现了损伤规律的数学描述。