描述不同涂料材料的激光除坑,并使用修改后的LA-APCI-MS系统进行评估

科学领域:

• 分析化学 分析化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 保护科学 保护科学

背景情况:

• 文化遗产材料是复杂的,老化的混合物,需要专门的分析.
• 传统的方法,如色谱学和质谱学 (MS) 往往需要样本的移除和准备,风险工件损坏.
• 需要直接分析技术来保护有价值的文化遗产对象的完整性.

研究的目的:

• 开发和评估一种与大气压化学电离质谱法 (LA-APCI-MS) 结合的新型灵活激光切除方法.
• 评估LA-APCI-MS在文化遗产中的有机材料直接分析方面的表现.
• 研究激光参数 (能量,脉冲,冲击角度) 对材料剥离和MS信号生成的影响.

主要方法:

• 开发了一种灵活的激光切除 (LA) 系统,与大气压化学电离质谱学 (APCI-MS) 集成.
• 在大气条件下直接在表面上分析手工制作的绘画材料 (油漆,烯酸漆,漆).
• 采用光学显微镜和3D形状测量来表征激光消去的石坑尺寸 (面积,体积).
• 由APCI-MS生成的评估质谱 (MS) 信号,对应于激光切除事件.

主要成果:

• 在LA-APCI-MS方法允许直接分析固体有机物质,而无需取样或制备.
• 激光切除的石坑大小在面积上从4.1·104到4.2·105μm2之间,体积在6.9·104到4.3·106μm3之间.
• 石坑在视觉上几乎没有被注意到,这表明表面损伤最小.
• 测试材料的最大MS信号的最佳激光脉冲流动性被确定为1.8到2.7J/cm2之间.

结论:

• 开发的LA-APCI-MS技术为分析有机文化遗产材料提供了一种非破坏性的方法.
• 该方法提供了有价值的组成信息,对文物的视觉影响最小.
• 这种技术对保存和研究微妙的历史物品具有重大潜力.