国产光谱仪助力揭示三星堆象牙老化谜团

在文物保护领域，如何在不造成损伤的前提下，深入探查其内部微小结构变化与老化痕迹，一直是科研人员面临的难题。最近，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）广州园区王振友研究团队开发的显微时间门控拉曼光谱仪，在三星堆象牙的考古分析中取得新突破，实现了对象牙分子层面的“无损高清检测”，首次完整揭示了跨越三千年的象牙老化过程。

常规拉曼光谱技术虽然广泛用于文物成分分析，但在三星堆象牙检测时往往无法奏效。主要原因在于象牙经历长时间深埋后，表面会产生极强的荧光，这种荧光犹如亮灯照射，将本应细腻的拉曼信号彻底掩盖，最终导致检测失效。

本项研究的关键创新在于引入“时间门控”方案。团队发现，拉曼信号与荧光信号虽同步产生，但拉曼信号持续极短（只有皮秒以内），而荧光则残留时间较长（纳秒级）。他们灵活调整探测时机，仅在拉曼信号一瞬间开启“快门”捕获数据，迅速关闭以屏蔽荧光，从而规避了干扰，实现了对文物微弱信号的精准提取。

王振友指出，在检测4块三星堆象牙碎片时，有2块在以往方法下几乎无法获得有效数据，而新技术却让其结构清楚显现，信噪比甚至提高了20倍以上。分析结果清晰反映出象牙内部有机物流失程度、材料结晶结构的变化，以及铜离子、硫酸根等外源成分渗入及替代的痕迹——这些都是象牙深度老化的直接原因。同时部分样品还显现出焚烧等人为影响的迹象。

“这项方法不仅安全无损，能够精准解析象牙分子的微观变化，还可为文物修复和加固提供数据支持；借助对比老化程度，还能反推各类器物的埋藏环境；检测到焚烧等特殊变化，对研究古蜀人的礼仪活动具有现实意义。”王振友说，这一成果不仅推动了光学检测领域的发展，也直接助力三星堆文化遗产研究。

据悉，今年12月该团队已在第十三届国际先进振动光谱学会议上分享研究成果，引起考古和光谱领域专家高度关注。业内人士表示，这一仪器在木乃伊等特殊考古场景下大有可为，传统方法难以进行的光谱测量也将变为可能。多位专家表达了合作意愿，希望加速该技术的应用推广，让更多全球考古团队受益。