各位专家、各位老师，大家上午好！很高兴能有机会给大家介绍一下我的工作，我的研究方向主要是文化遗产中的有机材料。研究的对象主要包括下面这几类：第一类是大漆，包括漆的种类、加工工艺以及所用添加剂；第二类是胶结材料，例如绘画、壁画、岩画以及古代建筑所用彩画中的胶结材料；第三类是古代镶嵌所用胶合材料，例如古代青铜器上镶嵌绿松石所用的粘合材料、金银器上镶嵌宝石所用的粘合材料等；第四类是古代纺织品染色材料；最后就是古代残留物，主要是有机残物。

大家知道有机材料本身化学成分非常复杂，并且容易发生变化，尤其是古代有机材料在经过了几百年甚至几千年的时间，其化学成分发生了变化，对于现代分析是一个很严峻的挑战。然而，有机材料在文化遗产中的地位是非常重要的，很多情况下，文物的损毁往往是由于有机材料的劣化引起的。了解古代所用有机材料不仅能够提高人们对文化遗产的科学认知，而且为文化遗产的科学保护提供了保障。

我十几年来一直从事该方面的研究，尤其是基础研究。我所采用的研究方法是：选用古代可能用到的有机材料进行模拟实验，制作模拟参考样品，并对这些样品进行老化，然后对老化前后的样品进行分析，建立数据库，最后再把成熟的方法及知识应用到古代文物材料的研究中。所用的仪器主要是热裂解气相色谱-质谱仪，另外还有红外光谱仪和液相色谱-质谱仪。

下面介绍一下该研究方法和成果在文物中的应用：

1.       南阳桐柏县春秋时期铜剑镶嵌绿松石所用黏合材料

   南阳桐柏县春秋时期镶嵌绿松石铜剑 （图一，a），过热裂解气相色谱质谱检测出这把春秋时期镶嵌绿松石铜剑镶嵌所用的胶合材料中包括烷烃类、烯烃类、长链脂肪酸和长链醇 (图一，b)，检出这些化合物表明青铜剑上绿松石所用的镶嵌材料为蜂蜡。

 

（a）

 

(b)

图一、a) 南阳桐柏县春秋时期镶嵌绿松石铜剑; b) 绿松石镶嵌所用胶合物样品的热裂解气相色谱图。 其中C-碳氢化合物，Cn:0-脂肪酸， An-长醇

2. 河南省淅川战国墓出土绿松石镶嵌铜壶

南阳出土的战国时期的绿松石镶嵌铜壶(图二, a), 可以看到极其细小的绿松石颗粒镶嵌在刻出来的图案里。 通过热裂解气相色谱质谱检测出镶嵌绿松石所用的胶合材料和铜剑中所用到的胶合材料完全不同，其主要成分为马蒂树脂的特征化合物，没有发现其他成分（图二，b）， 可以确定该铜壶上所用胶合材料为马蒂树脂。非常有意思的是马蒂树脂产于希腊以及土耳其的一个岛上，在战国铜壶上镶嵌所用的马蒂树脂的来源有待于进一步研究。

 

(a)

 

(b)

图二、a) 河南省淅川战国墓出土绿松石镶嵌铜壶; b) 绿松石镶嵌所用胶合物热裂解气相色谱-质谱分析所得马蒂树脂的特征化合物的质谱图

3.       安阳殷墟商代镶嵌绿松石弓形器

安阳殷墟商代镶嵌绿松石弓形器 (图三，a)， 其所用黏合材料样品通过热裂解气相色谱分析，得到非常复杂的结果(图三，b)。经过数据处理归类，发现有漆的特征化合物-漆酚和漆酚的氧化产物， 可以肯定样品里有大漆；另外根据所测得的脂肪酸和长链的醇类化合物可以确定样品中含有植物油和蜂蜡。

 

（a）

 

(b)

图三、 a）安阳殷墟商代镶嵌绿松石弓形器; b) 镶嵌绿松石胶合物样品M54-303的热裂解气相色谱图，Cn:O为n饱和脂肪酸中C的数量；2Cn:O为n二羧酸中C的数量。C-烃类化合物，G-动物胶中所含化合物，P-酚类化合物，L1-L4 大漆的特征热裂解产物

从上面的介绍可以看出，这三种绿松石镶嵌所用黏合材料是完全不一样的，虽然都是绿松石镶嵌，但不同时代所用的物质是不同的。南阳桐柏县春秋时期铜剑镶嵌绿松石所用黏合材料为蜂蜡；河南省淅川战国墓出土绿松石镶嵌铜壶所用黏合材料为马蒂树脂；安阳殷墟商代镶嵌绿松石弓形器所用黏合材料为大漆，另外测出了蜂蜡和植物油。

接下来介绍一下我们最近发表在《分析和热裂解应用》杂志上的一篇文章，那是关于唐代灯油残留物的一个分析。通过分析测出了残留物中含有大量的芳香族化合物，说明油灯里添加了芳香油， 另外，根据所测得脂肪酸的相对含量，可以确定样品中含有紫苏油。奇怪的是在样品中发现了大漆的特征化合物。为什么在唐代的油里会有大漆？这个问题还需要进一步的研究。

最后介绍一下关于纺织品染料的分析。这个主要用的是超高效液相色谱-飞行时间质谱法，该方法的特点是能准确地测出目标化合物的分子量，可以精确到小数点后四位。这样就能够根据它的分子量来推断其化学成分，从而确定是什么样的物质。这个研究工作主要是我的博士生李玉芳同学在做，也取得了一定的成果，文章《唐代纺织品的染料分析》刚刚被《中国科学》接收。

这就是我最近所做的一些工作。前面已提到，文化遗产中的有机材料研究不仅使我们能够了解文化遗产的制作工艺，而且为保护这些珍贵的文化遗产提供科学依据。人们首先需要了解它是什么东西，然后才能研究它会发生什么样的变化。比如说在纺织品中所用的染料，有的时候出土时可能完全变了颜色，完全看不出其本来面目。通过上述研究，即使变了颜色，也能够确定当时使用了什么染料，然后推断它原来的颜色，为修复和复原提供科学依据。这是我今天的汇报，谢谢大家！

根据2015年科学技术与文明研究中心理事会上的发言整理