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国产显微时间门控拉曼光谱仪取得突破 为三星堆象牙保护研究提供新方法
2025年12月30日 13:12:07
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4830
我国科学家利用自主研发的显微时间门控拉曼光谱技术，成功突破了强荧光干扰的技术瓶颈，首次实现对三星堆出土象牙的无损、高清晰度分子分析。该研究清晰揭示了三千年前象牙在不同埋藏环境下的差异化降解路径，为珍贵文物的科学保护提供了关键依据。
近日，我国科学家利用自主创新的显微时间门控拉曼光谱技术，首次在强荧光干扰下无损获取了三星堆出土象牙的高清晰度分子光谱，成功解析出这批珍贵文物历经三千年埋藏后的微观降解机制。这项研究为考古象牙的精准保护提供了至关重要的科学依据，相关成果发表于国际期刊《美国化学会-应用材料与界面》，并已在国际学术会议上引起广泛重视。
三星堆遗址出土的象牙是探索古蜀文明的关键物证，但其长期处于复杂埋藏环境中，内部结构已极为脆弱，且表面产生的强烈荧光严重干扰常规无损检测，使得深入分析面临巨大障碍。为解决这一难题，中国科学院空天信息创新研究院王振友研究员团队联合四川省文物考古研究院、浙江大学、电子科技大学等多方力量，聚焦于拉曼光谱技术的核心难点进行攻关。
研究团队创新性地研制出显微时间门控拉曼光谱仪。该技术巧妙利用了拉曼信号与荧光信号在寿命上的巨大差异——拉曼信号转瞬即逝，而荧光信号存留时间较长。通过精密的硬件设计和算法控制，仪器能够在极短的时间窗口内精准捕获目标的拉曼信号，从而有效过滤掉绝大部分荧光背景。此项突破不仅大幅提升了在强荧光条件下的检测能力，更实现了核心部件的国产化。
利用该技术对来自三星堆不同祭祀坑的象牙碎片进行分析后，研究人员获得了前所未有的清晰数据。分析表明，不同埋藏微环境导致了截然不同的老化路径。例如，部分样品显示出与邻近青铜器腐蚀相关的金属离子影响，而另一些样品则主要遭受地下水中硫酸盐的侵蚀，导致其骨质矿物结构发生严重降解。研究还发现，硫酸根离子对矿物骨架的替代作用是造成骨质劣化和表面色泽变化的关键因素。同时，所有样品中均检测到残余的有机蛋白质成分，但其保存状态存在差异，为了解古代有机物的存留机制提供了线索。
这些发现从分子层面揭示了象牙老化的复杂过程，明确指出金属离子侵入和硫酸盐替代是导致其结构损坏的主要原因。该技术的成功应用，标志着在不对文物造成任何损伤的前提下，科学家首次能够如此清晰地获取此类高荧光考古材料的内部化学信息。
这项通用性强的技术突破，未来可望推广至壁画、彩绘、化石乃至木乃伊等众多受荧光干扰严重的文化遗产和材料的研究中，为全球文化遗产保护提供新的强大工具。在2025年底举行的第13届国际先进振动光谱学会议上，该成果作为重要进展被予以展示，获得了国际同行的高度评价，被认为在考古科学领域具有显著的应用潜力。
素材来源：美国化学会-应用材料与界面
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