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使用傅立葉變換紅外光譜（FTIR）技術來識別和表徵聚合物並不算新方法₪☁↟。或許您已在工業質量控制或微塑膠的鑑定中瞭解過此方法₪☁↟。然而▩·，您是否還知道▩·，FTIR分析已成為博物館和展覽館中塑膠文物的分析工具呢╃₪₪││？事實上▩·，FTIR是一項非常重要的技術₪☁↟。它在改善儲存環境◕·、確定儲存要求以及為狀況較差的文物選擇處理方法方面▩·，一直髮揮著至關重要的作用（1）₪☁↟。

利用FTIR識別塑膠文物

塑膠在日常生活中發揮著重要作用₪☁↟。因此▩·，某些塑膠製品成為博物館藏品也就不足為奇了₪☁↟。

塑膠的聚合物結構使塑膠非常耐用₪☁↟。然而▩·，在空氣◕·、水分◕·、光和熱的影響下▩·，塑膠仍會隨著時間的推移而發生降解₪☁↟。這種分解將造成兩方面的問題₪☁↟。首先▩·，重要的文化遺產正在逐漸消失₪☁↟。其次▩·，分解產物可能會損壞藏品中的其他貴重物件₪☁↟。因此▩·，我們需要開發恰當的保護技術₪☁↟。為此▩·，必須確定塑膠文物的成分₪☁↟。

進行FTIR分析的摺扇和紐扣

理論上▩·，我們可以使用多種分析技術₪☁↟。然而▩·，這些技術中大多數都較為繁瑣◕·、成本較高▩·，並且樣品在分析過程中會被損壞₪☁↟。當然▩·，破壞文物進行分析也是不可取的₪☁↟。此外▩·，博物館需要一種易於使用的且具有成本效益的技術₪☁↟。FTIR光譜儀恰好滿足這些要求₪☁↟。事實上▩·，到目前為止▩·，FTIR已成為展覽館◕·、圖書館和博物館中鑑定塑膠文物泛使用的方法（2）₪☁↟。

布魯克ALPHA II—理想之選

布魯克ALPHA FTIR是一款功能強大的光譜儀▩·，能夠進行無創物體分析₪☁↟。該儀器經濟高效◕·、操作直觀▩·，可在短時間內完成對珠寶或古織物等研究物件的分析和鑑定₪☁↟。

費城藝術博物館和羅格斯大學使用布魯克ALPHA II▩·，對該博物館的服裝與織物類別的75件文物進行了分析（3）₪☁↟。研究物件包括紐扣◕·、耳環◕·、亮片◕·、串珠及大型織物等₪☁↟。對於形狀不規則或有光澤的物體▩·，可使用*無接觸的“外反射"（ER）方法予以檢測₪☁↟。ALPHA II的檢測模組中集成了一個攝像頭▩·，以便準確確定研究物件上的檢測點位₪☁↟。然而▩·，某些織物由於不具有足夠的反射性▩·，不適合這種檢測方法₪☁↟。對於這些物品▩·，我們採用了“衰減全反射"（ATR）方法₪☁↟。在使用該方法時▩·，需要在ATR樣品介面與物體之間施加壓力▩·，以確保緊密接觸₪☁↟。

正在執行的Alpha II₪☁↟。按住外部反射（ER）模組的按鈕（左圖）₪☁↟。

ATR模組上的綠色絲絨織物（右圖）₪☁↟。

一般情況下▩·，分析過程僅需30秒左右即可完成₪☁↟。所得光譜覆蓋整個中紅外區₪☁↟。根據該光譜並對照參考光譜庫▩·，即可識別該聚合物材料₪☁↟。

摺扇的FTIR光譜；外反射（ER）光譜（藍色）和透射法檢測的參考光譜（紅色）；經確定▩·，材料為硝酸纖維素₪☁↟。

結果和展望

研究結果表明▩·，ALPHA II非常適用於分析塑膠文物₪☁↟。該儀器可明確地識別和表徵大部分檢測材料₪☁↟。

在未來▩·，將有更多實驗會採用ATR和ER模組₪☁↟。事實上▩·，費城藝術博物館的Kate Duffy很高興地表示▩·，其團隊對ALPHA II非常滿意₪☁↟。

身為布魯克的成員▩·，我們的ALPHA II FTIR光譜儀被用於幫助保護文化遺產▩·，這讓我們感到非常激動▩·，我們欣然期待在未來的合作中繼續提供相關支援₪☁↟。

References

(1) Bell, J., Nel, P., & Stuart, B. Non-invasive identification of
polymers in cultural heritage collections: Evaluation, optimisation and
application of portable FTIR (ATR and external reflectance) spectroscopy
to three-dimensional polymer-based objects. Heritage Science. 1-18 (2019).

(2) Van Oosten, T., Learner, T. Identification and characterization of plastic artefacts: Which plastics are in my collection? The need for a plastic reference sample collection (SamCo). In: Lavédrine B, Fournier A, Martin G, editors. Preservation of Plastic Artefacts in museum collections. Paris: Comit. Des Travaux Historiques Et Scientifiques. 7–42. (2012).

(3) Scavuzzo, A., Arbuckle-Keil, G., Macro, N. and Duffy, K. Characterization of Polymers used in Cultural Heritage Materials. (2022). doi.org/doi:10.7282/t3-nssd-y697.

金貝爾分享布魯克光譜│☁₪▩│：文化遺產材料中塑膠的FTIR分析