在神秘的三星堆,出土象牙是古蜀文明的重要密碼。它們埋藏地下超過3000年,看似形態(tài)猶存,內部卻已極度脆弱。如何在不損傷文物的情況下,看清它們細微的結構變化與老化痕跡,一直是保護工作的巨大挑戰(zhàn)。
近日,一項來自我國的科技創(chuàng)新取得了關鍵突破。中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院團隊利用自主研發(fā)的顯微時間門控拉曼光譜儀,成功為三星堆出土象牙完成高清晰度的“分子級無損檢測”,首次清晰揭示其跨越3000年的老化過程。
三星堆象牙的檢測難題:強光“淹沒”歷史信息
傳統(tǒng)用于分析文物成分的拉曼光譜技術,在面對三星堆象牙時常常失效,這是因為長期埋藏使象牙產生強烈的熒光,就像在文物表面打上一盞刺眼的燈,完全“淹沒”了承載物質信息的微弱拉曼信號,導致檢測無法進行。
新技術如何“撥開迷霧”?利用“時間差”捕捉關鍵信號
研究團隊的核心創(chuàng)新在于“時間門控”技術。他們發(fā)現,雖然拉曼信號和熒光信號同時發(fā)出,但拉曼信號“閃現”極快(低于皮秒級),而熒光信號“滯留”時間較長(納秒級)。新技術就像一個擁有超級快門的探測器,只在拉曼信號閃現的瞬間打開進行捕捉,隨即關閉,從而巧妙避開持續(xù)存在的熒光干擾。
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時間門控拉曼光譜及其對三星堆象牙的分析
清晰度提升超20倍,老化秘密一目了然
在對4塊三星堆象牙碎片的研究中,兩塊用傳統(tǒng)方法幾乎“看不見”的碎片在新技術的檢測下清晰呈現,其有效信號的信噪比提升20倍以上。分析結果直觀顯示:
●象牙內部有機質流失的程度,
●其骨架結構結晶性的變化,
●金屬離子(如銅) 和硫酸根離子等侵入并替代原有成分的痕跡——這正是導致象牙深度老化的主因,
●部分樣品還可能經歷過焚燒等人為過程。
不僅關乎技術,更關乎文明
這項突破不僅是光學檢測技術的成功,更是對三星堆文化遺產研究的直接推動。它提供了一種安全的、洞察微觀分子世界的手段,讓研究者能:
●科學指導保護,為象牙文物的修復與加固提供精確依據。
●推斷埋藏歷史,通過老化差異,反推不同器物所處的埋藏環(huán)境。
●探索古代行為,識別如焚燒等痕跡,為研究古蜀人的儀式活動提供線索。
目前,該技術的核心部件已實現國產化,成本更低,正走向國際市場。它為全球面臨類似強熒光干擾的文物(如木乃伊、壁畫、漆器等)研究,提供了強大的“中國方案”,讓我們能以前所未有的清晰度,去閱讀三星堆留在器物上的3000年時光密碼 。
光明日報全媒體記者崔興毅
來源 :光明日報微信公眾號
新媒體編輯:程可心
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