[发明专利]一种用于丝绢文物的光损伤测试方法

说明书

本发明提供了一种用于丝绢文物的光损伤测试方法，包括以下步骤：S1、对待测试丝绢文物进行光辐照试验；S2、计算结晶度指数C_FTIR＝A₁₂₆₃/(A₁₂₃₀+A₁₂₆₃)，其中，C_FTIR代表样品的结晶度指数，A₁₂₃₀和A₁₂₆₃则分别代表光谱为1230cm^‑1和1263cm^‑1处信号的特征峰面积；S3、对每一组样品对应的单色光源的波长和各自在每个辐照周期的曝光量进行多项式拟合，得到样品对波长和曝光量的相对响应率函数f(λ,Q)，其中，λ为波长，Q为曝光量；S4、提出样品在可见波段的照明损伤度计算方法：其中，D为照明损伤度，S(λ)为照射光源的相对光谱功率分布。

技术领域

本发明涉及文物保护和照明技术的交叉学科的技术领域，更具体地，涉及一种适用于丝绢文物光损伤评价的方法。

背景技术

丝绢一直是书法、绘画、古籍和档案的主要载体，具有存量大、价值高的特点。博物馆中的绢质文物由于材质特点是国际照明委员会(CIE)规定的最高光敏感级别展品，它们吸收光谱能量后极易发生光化学反应，出现脆化和开裂等不可逆的永久性损伤形式，严重影响文物的历史价值和艺术价值。对绢质文物进行有效光照保护的关键是采用科学方法对丝绢文物的光致损伤程度进行评价。

色差作为一种成熟的色度学指标在文物光致损伤评价中被广泛采用，即通过检测样本在被照前后的色坐标并利用公式计算色差值，来实现对色彩变化的定量评估。然而，用色差法衡量绢的光损伤存在以下问题：首先，绢的主要光化学损伤形式并非色彩衰变，而是开裂和脆化等机械损伤，但色差法不能对机械损伤进行表征；第二，色彩变化仅是其光化学损伤的外在表现形式，其根本原因为内部分子结构发生了改变，但色差法无法评价微观变化；第三，绢发生可测量的色彩衰变已经属于较为严重的劣化，但色差法不能解决绢已发生光照损伤，但并未出现色彩衰变现象的问题。

为解决色差法所存在的问题，文物领域引入了拉曼光谱法，以期更加科学地从微观层面评估光化学损伤。拉曼光谱法是基于拉曼散射原理，通过对样品受入射光激发而产生的散射进行测量，分析散射后特征峰的位置和强度，目前被广泛应用于进行材料鉴定和定性或定量的规律分析。但是，拉曼光谱的激发光源会使极性分子产生较强荧光，湮灭检测信号，荧光的干扰使得某些材料在特定波长下难以获得光谱，因而在应用范围上具有不可忽视的局限性。

红外光谱法是另一种可对材料微观结构进行检测的方法，同时克服了拉曼光谱荧光干扰的缺陷，并具有不破坏样品、特征性高、分析时间短、所需样品少的特点，理论上特别适用于绢质文物材料的分析。如同人的指纹，每种物质都有其匹配的红外光谱特征峰，而不同特征峰对应该物质的分子官能团，当物质由于外界刺激而发生分子结构改变时，其特征峰谱形也会发生相应变化，因此可通过特征峰分析实现分子结构变化的量化表征。

目前红外光谱法在评价丝绢光致损伤的实践中已有应用，其中关键的核心问题是如何选取有效表征丝绢文物光致损伤的特征信号。使用1160cm-¹与1621cm^-1两处信号计算出的酪氨酸指标能够有效反映丝绢材料老化后期的丝素分子破坏过程，却无法对丝绢文物的整个老化衰变进行评价。使用1520cm^-1与1640cm^-1两处信号的比值能够有效反映光老化过程的前期和后期阶段，却无法反映两个阶段间的中度损伤过程。使用β-折叠链的相对降解速率能够有效表征墓葬环境中丝绸的老化程度，但是该方法的原理却并不适用于评价丝绢文物的光致机械损伤。