古代染料及其分析检测技术

纺织品考古具有百年历史,但纺织品科技考古是一个新兴的研究领域。其中,古代染料的分析检测可以提供天然染料的来源、相关染色方法,甚至纺织品文物的生产地点和时间等重要信息,从而为古代文物的修复和保护提供科学依据,且有助于了解古代纺织服饰的色彩文化。古代染料按颜色分可分为红色系染料、蓝色系染料和黄色系染料等,其中:红色系染料中植物染料较为常见的有红花、苏木和茜草等,动物染料主要有南美胭脂虫、克玫兹胭脂虫和紫胶虫等；蓝色系染料一般为靛青,主要从含靛植物中获得,中国历史上使用的含靛植物主要有马蓝、木蓝、蓼蓝和菘蓝；黄色系染料主要包括黄栌、槐米、黄檗和姜黄等。目前,用于古代染料分析检测的方法主要有光纤反射光谱(FORS)、荧光光谱(FS)、高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)和表面增强拉曼光谱(SERS)技术等,这些方法具有各自特点,为纺织品文物上天然染料的研究提供了科学支持。     

一组古代丝织品上蓝色植物染料的分析鉴定

本研究以显微共焦拉曼光谱技术(Micro-Raman)、薄层色谱(TLC)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及高效液相色谱(HPLC)为主要分析手段,对一组古代丝织品(包括清代传世品扇套、元代鸽子洞出土蓝棉袄和百纳枕顶)上蓝色染料进行分析鉴定。结果表明,该组样品中蓝色均为靛蓝染色,色素成分有靛蓝素和靛玉红,由于制靛工艺或老化程度不同,在各样品中两成分相对比例均不相同。分别对靛蓝试剂进行UVA、50℃高温、85%高湿老化实验,对老化前后样品进行了检测。分析发现,光照2个月后,靛玉红相对含量降低较明显。高温、高湿老化6个月后靛蓝素和靛玉红含量的显著降低。特别是在高温环境下靛蓝素相对含量降低幅度相当大,可见较之靛玉红,靛蓝素更不耐高温老化。该研究采用无损与微损技术结合的方法有效解决了蓝色植物染料的鉴定,同时通过老化试验初步明确了靛蓝染料的降解原因,对于染色工艺研究以及色彩保存工作具有重要意义。     

周-汉毛织品上红色染料主要成分的鉴定

对一批西周-汉毛织品上的红色染料进行了分析研究。从毛织品上提取、分离得红色染料一主要成分,经质谱(EIMS)、紫外可见吸收光谱(UV)、H核磁共振谱(HNMR)、C核磁共振谱(CNMR)分析鉴定,其主要成分为紫茜素。所有毛织品红色染料的高效液相色谱分析结果与标准品茜草素、紫茜素一致,只是两成分之间的含量不同,因而判断这些毛织物上的红色染料均来源于茜草属植物。     

古代纺织品色度及染料的非接触无损分析研究

本研究在全面细致地梳理总结我国古代染色工艺的基础上,对便携式光纤反射光谱法对染料的非接触无损分析的应用进行研究,探索其技术条件和实现方法,并对所得光谱和色度数据进行分析。研究表明,便携式光纤反射光谱法能得到关于染料种类和老化等方面的丰富信息。利用此方法测定染色织物的光谱和色度值,可以无损鉴别染料种类,跟踪染料的保存状况。研究成果为纺织品文物色度和染料的现场无损分析、不同测试数据之间的比较研究、数据的可持续利用提供现实的途径。这种方法的优势在于无损、高效、适合测定大量样品和跟踪测定染料变化,其缺点在于不能得出精细结构信息和需要数据库的支持。     

山普拉墓群出土毛织品上蓝色染料的分析研究

本文采用薄层色谱法、红外光谱法、高效液相色谱法、质谱及快原子轰击质谱法的分析测试手段,通过综合比照认定毛织品上的蓝色染料的主要成分应是靛蓝素,染色过程中可能采用了复染与套染工艺     

袁世凯蓝呢礼服上蓝色染料的分析研究

文中采用拉曼光谱分析法和薄层色谱法,对河南博物院院藏衰世凯蓝呢礼服上蓝色染料的化学成分进行了分析.研究结果显示,衰世凯蓝呢礼服上蓝色染料的化学成分为合成靛蓝,说明了合成靛蓝染色布料在当时中国已经开始出现,这在科技史和考古学上具有重要意义.     

古代织物的斜面平台清洗与装匣保护

对较常用的古代丝织物托网清洗方法进行了改进,采用斜面平台法对织物进行清洗。在清洗过程中采用低浓度表面活性剂,并在有隔膜及吸水纸保护状态下对织物进行熨烫。利用复合三合板作为底衬,聚脂薄膜覆面,然后将织物装入带玻璃盖的木匣中保存。这样,既有效地保护了织物,同时又利于展览与收藏。该方法使用简单,效果良好,是古代织物保护的有效方法之一。     

关于古代铜镜真伪鉴定的相关研究

对于古代铜镜的鉴赏和收藏,前人在实践中总结了很多很好的鉴定铜镜的经验,有一定参考价值。同时,还需要鉴定者付出大量的实践,长时间的反复总结才能有所收获。     

几种植物染料染色修复配纸的适用性研究

橡碗子、红茶、槐米和栀子为常见的黄色天然植物染料,常用于纸质文物修复配纸的染色做旧,从而达到“修旧如旧”的修复效果.植物染料染色纸的耐久性及颜色稳定性等不仅关系纸质文物的修复周期和修复效果,而且有可能影响到文物本体的稳定性.因此,对植物染料染色后纸张的耐久性、颜色稳定性等进行探讨.结果发现,植物染料染纸均具有较好的耐久性,其中橡碗子染纸的耐热老化颜色稳定性较好.由于植物染液显酸性,为防止酸对纸张的危害考虑对其去酸处理.随着染液去酸的进行,染液pH值逐渐增大,颜色加深,染纸色差有一定变化但不影响修复配纸的使用.此外,染液和染纸颜色的变化程度还可通过稀释染液的方法进一步减小.研究结果可为修复界另辟纸源,选取纸张原料、厚度、帘纹等与待修复纸张相近的纸,对其染色做旧从而达到与待修复纸张良好匹配做参考.     

纺织品类文物材质与染料分析方法

"丝绸之路"的起点位于中国/东亚,中国在"丝路"的发展中占有重要的地位。古代纺织品文物种类繁多,常用的纺织品科学研究方法有色谱、光谱、质谱等。本研究基于目前纺织品文物的分析现状,从纤维、染料两个重要角度,系统地阐述目前已有的扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、光纤光谱等纺织纤维分析技术,以及薄层色谱、高效液相色谱、拉曼光谱、光纤光谱等纺织品染料分析方法。对于纺织纤维鉴别,扫描电镜、傅里叶红外等方法可靠性较高;对于纺织品染料分析,高效液相色谱的分析精度更受认可;而拉曼光谱、光纤光谱技术具有原位、无损的优势,在纺织品文物研究中也日益被重视。对这些方法的原理、特点及其在古代纺织品分析中的研究进展与发展潜力的归纳与综述,将为纺织品文物保护相关研究提供参考与科学支持。     

古代丝织品的加固保护

介绍了一种通过保护材料与丝织品纤维之间的接枝共聚反应达到加固古代丝织品的方法。实验结果表明,丝织品的抗老化性能得到了提高。     

基于氮气吸附法的古代丝织品纳米孔隙研究方法初探

孔隙不仅是纤维骨架的一部分，也是外界物质进出的重要通道。目前，关于古代丝织品纳米孔隙结构的相关研究极少，仅有孔径一项评价指标，较为单一。实验采用红外光谱法和电子顺磁共振波谱法研究古代丝织品的降解特征，在此基础上采用低温氮气吸附法表征蚕丝纤维内部固有的孔隙结构，首次从孔形、孔径分布、比表面积、孔体积、平均孔径、分形维数等多个角度对古代丝织品的微观孔隙结构进行综合研究。研究结果表明：与现代丝织品相比，清代黄山样品、北宋南陵样品及战国郴州样品的劣化程度依次加深。孔结构分析显示，所有样品中同时含有狭缝形孔和圆筒形孔，孔隙具有连续性，表明蚕丝内部存在复杂的多级结构。其中，劣化程度较高的北宋和战国样品内部存在更多的大孔或开放性孔隙。Barrett-Joyner-Halenda(BJH)法和非定域密度泛函(NLDFT)法的研究结果显示，样品孔隙以介孔为主，孔径主要分布在20 nm以下，最可几孔径基本稳定在2.8 nm左右，为蚕丝内部的有序孔。比表面积和孔体积的研究结果表明，劣化程度较轻的黄山样品具有较高的比表面积，其孔体积的增加主要来源于小孔，南陵样品和郴州样品孔体积的增加主要来源于大孔。分形维数的...     

模拟古代丝织品上天然染料剥色研究

剥色是古代纺织品染料分析的第一步。如何选择合适的剥色方法和试剂是做好染料分析研究的基础。为此,本研究在已有研究的基础上,以模拟古代染色样品及其老化样品为对象,对染料剥色方法和试剂进行了实验研究。本研究采用古代常用的九种植物染料苏木、茜草、紫草、栀子、槐花、姜黄、黄柏、五倍子/栗壳靛蓝对现代丝绸用古代方法模拟染色。选取DMF、乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚、2%碳酸氢钠（pH=10）、盐酸/甲醇/水(2:1:1) （括号中为体积比,下同）、3M盐酸/甲醇 (1:1) 和10%硫酸/乙酸乙酯（1:1）等溶剂对各种染色丝绸进行剥色实验。此外,对染色后的丝绸进行老化,并将其与未老化的样品做剥色对比研究。结果表明,盐酸/甲醇/水、DMF、乙酸的剥色效果好,但盐酸/甲醇/水体系丝纤维水解严重。苏木、茜草、紫草、栀子、姜黄、黄柏染色丝绸用甲醇/水、10%硫酸/乙酸乙酯、2%碳酸氢钠剥色均有一定效果,姜黄和黄柏染色丝绸也可以用乙醇和水剥色。媒染染色丝绸用EDTA/DMF的无损方法剥色效果好。五倍子和栗壳丝绸用水或70%乙醇剥色效果好,靛蓝丝绸用吡啶、吡啶/水、DMF、乙酸剥色效果好。热老化丝绸上色素发生了一定程度的氧化和交联作用,剥色效果不如未老化的纤维。如果剥色试剂不符合后续分析的要求可以用蒸干重新溶解或者萃取的方法。     

Characterization of dyes in ancient textiles from Yingpan,Xinjiang

In this paper we analyzed the natural dyes in well-preserved, ancient textiles from Yingpan, an important archaeological site on the Silk Road, using high-performance liquid chromatography with diode array and mass spectrometric detection. Dyes were removed from textile fibers using a soft extraction method (pyridine, water and oxalic acid). Two species of madder-type plants, Rubia tinctorum and Rubia cordifolia were identified as the dye sources in red and brown samples. We also were able to detect unusual flavonoid glycosides in yellow and green woolen yarns, although we have not been able to pinpoint with certainty a specific plant that may have been used to produce this dye(s). On the other hand, we found that yellow and green silk threads had been colored with protoberberine-type dyes, probably obtained from species of cork tree, Phellodendron spp., and/or other protoberberine producing plant. We propose that the textile dyes found at Yingpan reflect a merging of Eastern and Western practices and technologies during the 800-year period (206 BCE–618 CE) encompassing the early years of the Silk Road.     

Identification of ancient textiles from Yingpan,Xinjiang, by multiple analytical techniques

Various extraordinary textiles were excavated from a graveyard at Yingpan, Xinjiang, on the middle route of the ancient Silk Road. Applications of western motifs and designs to traditional Chinese textiles led to the emergence of compound woven textiles with central Asian characters. For a better understanding of the cultural exchanges and textile trade between the West and the East in ancient times, identifications of archaeological fibres and dyes were carried out for various funerary textile objects by using multiple analytical techniques, such as high performance liquid chromatography with photodiode detection, optical microscopy, scanning electronic microscopy (SEM), and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Fibre identifications were performed for 35 archaeological textile samples, and the results showed that the ancient textiles were mostly made from Bombyx mori silk and wool. The SEM and FT-IR experimental results revealed that these ancient textiles remained morphologically intact due to the special (very dry) climate in Xinjiang, but noticeably degraded at the molecular level due to long time thermo-ageing and/or biodegradation. The principal colouring matters, such as alizarin, purpurin, indigotin and luteolin, were respectively characterised for nine archaeological textile samples. The yellow dyestuffs derived from luteolin-based plants were assumed to have been imported to China from the Middle East and Western Asia through the Silk Road.     

中国古代砖砌体力学性能研究综述

古代砖砌体建筑由于材料劣化、环境影响,材料特性及力学性能均受到不同程度的影响和损伤,为了保护历史文化的载体,结合古建筑材料获取原始且必要的数据,系统总结了古砖、传统灰浆的制备工艺和材料性能,简要归纳了古砖、传统灰浆和古砖砌体基本力学性能及其测试方法,对比分析了单砖和砌体抗压强度的差异以及古建筑砌体材料力学性能研究现状。并对今后古砌体如弹性模量等力学性能、古砌体材料及结构的损伤机理等的研究提出了展望或建议,可为砖石古建筑的修缮保护提供参考依据。     

丝织品老化程度检测方法探讨

古代丝织品老化程度的检测有助于了解丝织品的有保存状况及保护方法的选择与改进,为研究适用于检测古代丝织品老化程度的方法,在对丝织品的物理,化学老化特征及性能研究的基础上,对可能用作检测丝织品老化程度的方法进行了系统的对比分析。用抗拉强度分析,色差分析,粘度测定,氨基酸分析,红外光谱分析,热分析,扫描电镜观察,X射线射分析等对经光老化,热老化和水解老化等人工老化的白色丝织品进行分析,结果表明,粘度分析是一种较为灵敏,且经济实用的检测方法,氮基酸分析是一种有效的确定丝织品保存状的手段,显微红外和热分析所用的样品量很少,如果能找出较为灵敏的定量指标,会有实用价值,扫描电镜观察,X－射线衍射分析对老化程度的检测有一定的难度,色差分析难以定量表征丝织品的强度变化。     

虢国墓地出土麻织品保护修复

本研究针对河南三门峡虢国墓地M2009出土的麻织品中的主要文物麻裤、麻褂的保护修复过程进行相对全面而细致的阐述。以保存现状和病害分析为依据,制定以物理方法为主的保护修复方案。采用从清理、清洁(包括消毒以及有针对性的清洁措施等)到平复修整、形制复原、包装与保存等一系列合理的修复程序和操作方法进行操作实施,使这批麻织品得到了很好的保护,为以后进一步研究提供了保障。同时,总结了这次文物修复过程中的经验,如对于结构疏松的麻织物清洗力度的把控度、平整定形中的要点,以及对于文物形制确定的再认识等,为进一步可能实施的保护修复保存了一手资料,也为麻织品文物的研究及保护修复提供了宝贵的参考经验。     

基于磁化率测量平遥古城古砖的烧制温度

古砖的烧制温度决定了其物理力学性质。本研究提出基于磁化率来确定古砖烧制温度的方法。通过对古砖重新加温,测量不同温度下古砖的磁化率,得到磁化率差值的平方-温度曲线图。图中第一个较大的偏差对应的横坐标即为古砖的烧制温度。利用上述方法测得实际烧制温度为700℃、800℃和900℃的黏土砖的烧制温度分别为690℃、810℃和870℃。二者误差较小,认为利用该方法确定砖的烧制温度可行。本研究利用该方法确定了平遥古城10块古砖的烧制温度,发现其烧制温度在650～690℃和850～870℃两个区间范围内。据此推测平遥古城古砖是以秸秆和木柴为燃料烧制而成。本研究实验结果可为古建筑修复和保护提供理论参考。