洞穴壁畫與FT-IR光譜技術有何關聯？從原始的洞穴壁畫到米開朗基羅和梵高的作品，藝術從人類原始時期開始就伴隨著人類的成長。洞穴壁畫不僅代表了人類最早創造的藝術形式，還可幫助我們去了解那個別無其他記錄形式的遠古時代。
換句話講，這些洞穴壁畫變得尤其有趣。為深入了解遠古人類的歷史，科研人員開始對洞穴壁畫創作中使用的顏料進行研究。因此，這些顏料的化學成分便成為了一項有意思的研究主題。
如果洞穴壁畫中使用的是無機顏料，則可使用拉曼光譜等技術進行分析。我們在拉曼光譜基礎系列中探討了這一應用。然而，探索史前顏料的有機成分是一項相當艱巨的挑戰。
雖然艱巨但這正是FT-IR光譜技術發揮作用之處。
在本文中，我們將向您介紹研究人員如何著手重建史前繪畫、檢驗其成分，并創建一套整潔有序的數據庫。
通常情況下，紅外光譜技術非常適用于識別有機材料。此外，在混合物檢索中該技術也能獲得令人滿意的結果。
葡萄牙和法國的科研人員利用史前方法，制成了石器時代的染料。之后，他們使用FT-IR光譜儀，對這些染料及其成分進行了分析（表1）。那么，這些史前繪畫的實際樣本又起到什么作用呢？
| 具體成分 | 混合物 |
| 紅赭石 | 紅赭石+人體唾液 |
| 黃赭石 | 紅赭石+植物油 |
| 粘土（高嶺石型） | 紅赭石+蛋黃 |
| 木炭 | 黃赭石+蛋黃 |
| 動物脂肪 | 黃赭石+茜草 |
| 雞蛋 | 粘土+水 |
| 血液 | 粘土+蛋黃 |
| 唾液 | 千枚巖+水 |
| 茜草 | 千枚巖+蛋黃 |
| 千枚巖（變質巖） | 蛋清+蛋黃 |
| 梨果仙人掌 | |
| 燒制牛骨 |
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表1：上表列出了使用FT-IR技術測得的混合物及具體成分。
這項研究的目標是確定每種成分的標志譜帶并創建一套數據庫，以便將史前繪畫的實際光譜與該數據庫以及現有數據庫中的信息進行比較。
實際上，這也就是根據“新制”繪畫材料的參考光譜，對原畫顏料中的成分予以驗證。因此，從理論上講，我們便可了解有哪些材料可用于創作這些畫作。
在未來，基于古畫的FT-IR數據庫有助于在現場確定畫作的確切成分，從而不僅為科研人員的研究提供支持，還將幫助修復者保護重要的藝術珍品。
為分析上述具體成分和混合物，研究人員使用了一臺配備ATR（衰減全反射）附件的布魯克Alpha FT-IR光譜儀。他們首先使用一把刮刀采集樣品。然后，通過24次掃描，以4 cm−1的分辨率，生成400–4000 cm−1區間的光譜。
如此生成的光譜質量高，可用于識別其中每種化合物并區分各種混合物中的不同物質。研究人員直接使用OPUS IR軟件即完成了上述新數據庫的創建。
參考文獻
Garcês , S.、Gomes, H.、Haddab, L.、Cura, P和Rosina, P.。《探尋史前洞穴壁畫中可能使用的混合顏料的ATR-FTIR信號》。Rock Art Res. 36, 182-188 (2019)。
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