上海光源與故宮博物院合作研究取得系列進(jìn)展

近期，上海光源與故宮博物院聯(lián)合開展的文物研究工作取得了一系列重要成果。

8月13日，《科技日報》頭版報道了該團(tuán)隊在清乾隆時期紫金釉中發(fā)現(xiàn)高純相、大粒徑ε-Fe2O3晶體的研究成果。該項研究成果由上海光源與故宮博物院合作完成。研究發(fā)現(xiàn)，在故宮出土的清乾隆時期紫金釉中布滿了大粒徑、高純度的亞穩(wěn)相ε-Fe2O3晶體。其大小及分布均勻、發(fā)育良好，且釉層呈現(xiàn)清晰的多層結(jié)構(gòu)特征。紫金釉屬于中國古代高溫瓷器，其圖案精美、質(zhì)感晶瑩，風(fēng)靡世界。瓷釉獨特的質(zhì)感和色調(diào)源自于釉層特殊的微觀結(jié)構(gòu)，即礦物原料在燒制過程中經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)變化形成的物相結(jié)構(gòu)。研究其結(jié)構(gòu)特征，對于揭示其產(chǎn)地來源、原料選擇、燒制工藝以及古代材料學(xué)的研究具有重要的科學(xué)價值。之前，有研究機構(gòu)曾發(fā)現(xiàn)，宋代建窯遺址出土的瓷釉中也存在稀有的亞穩(wěn)相ε-Fe2O3晶體。ε-Fe2O3晶體具有優(yōu)異的電磁響應(yīng)性能。自1934年首次發(fā)現(xiàn)這種特殊晶體以來，制備大粒徑純相的ε-Fe2O3晶體一直都是現(xiàn)代材料科學(xué)的一個難題。高鐵瓷釉中不斷發(fā)現(xiàn)的ε-Fe2O3晶體，顯示了中國古代陶瓷工藝技術(shù)的精良可控以及傳承與進(jìn)步，對于現(xiàn)代材料的制備也有重要的借鑒價值。該研究工作發(fā)表在《美國陶瓷學(xué)會會刊》（J Am Ceram Soc. 2018; doi.org/10.1111/jace.15759）。

圖A, 釉層表面的ε-Fe2O3晶體分布；圖B, 釉層斷面的ε-Fe2O3晶體分布；圖C,釉層掠入射二維衍射圖譜（2D GI-XRD）；圖D,釉層斷面Fe元素分布（SR m-XRF）。   

玻璃珠是古代便于攜帶的裝飾物，它承載了不同地域、時代的工藝特點等信息，對它的研究，有助于了解古代不同區(qū)域物質(zhì)文化交流。在古絲綢之路與新疆省山普拉墓地遺址玻璃珠制作工藝研究中，研究人員利用高分辨顯微CT顯示了玻璃珠內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)，尤其是氣孔三維結(jié)構(gòu)，為揭示玻璃珠的制作工藝提供了直接的證據(jù)。同時結(jié)合化學(xué)組分分析，可以推測玻璃珠的來源產(chǎn)地及大致生產(chǎn)時期。該研究為古絲綢之路貿(mào)易和文化的研究提供了新的依據(jù)。該研究工作發(fā)表在《考古學(xué)與人類學(xué)》雜志（Archaeol Anthropol Sci 2017，doi.org/10.1007/s12520-017-0582-6）。

古絲綢之路與新疆省山普拉墓地遺址玻璃珠顯微CT

傳統(tǒng)建筑彩畫的科學(xué)分析主要采用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行材質(zhì)分析，但有一定的局限性。而紅外譜學(xué)顯微技術(shù)可以更準(zhǔn)確地提供無機和有機組分的面分布信息。在故宮東華門清代天花制作原料及工藝的研究中，研究人員利用同步輻射紅外譜學(xué)顯微成像等技術(shù)，證實清代早期天花使用的材料與中國卷軸畫相似，清代晚期天花由石膏、方解石和白鉛所組成的預(yù)備層代替了蠶絲層，不同時期的天花使用了不同的材料和制作工藝。該研究工作收錄在2017紐約建筑彩繪研究國際會議論文集中（Macro to Micro: Examining Architectural Finishes, ISBN: 9781909492608， London: Archetype, 2018.）。

故宮東華門清代天花彩繪紅外譜學(xué)顯微成像

上海光源和故宮博物院的合作歷史，最早可以追溯到上海光源運行開放初期。2016年12月上海光源與故宮博物院簽署合作協(xié)議，同時成立上海光源-故宮博物院聯(lián)合實驗室。近年來，在雙方單位的大力支持下，雙方科研人員緊密配合，合作研究工作全面深入展開，研究成果不斷產(chǎn)出。

以上工作得到了上海大科學(xué)中心高端用戶研究課題、上海光源重點用戶課題、國家自然科學(xué)基金及大裝置聯(lián)合基金的支持，主要實驗工作在BL14W、BL14B、BL13W、BL01B、BL15U等線站完成。（大裝置部 供稿）

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