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安徽武王墩墓考古“黑科技”来自济南起步区

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近日,安徽淮南武王墩墓考古发掘取得新进展,据报道,结合墓葬规模、结构、出土文字材料与文献史料等综合分析,专家认为武王墩墓主身份可能是楚考烈王。据了解,在武王墩墓考古发掘过程中,用到了来自济南起步区的“黑科技”。

5月15日,央视新闻频道在报道安徽武王墩墓考古进展时提到,武王墩墓考古发掘项目首次用到“曲面微区X射线荧光光谱仪”(以下简称XRF),通过高精度扫描进行元素分析,发现漆器颜料当中含有铜钙铁砷等元素,超出了以往的研究认知。据了解,此台XRF设备就是在位于济南起步区的济南中科核技术研究院实验室内完成的工程化开发。

济南起步区获批成立三年来,持续推进新旧动能转换,强化培育科技创新能力,加快打通科技成果转化“最后一公里”。如今,在起步区研发的“黑科技”让“沉默”的文物“开口说话”,为我国乃至全球考古事业注入了新活力。

近年来,X射线荧光光谱法以其无损检测、分析速度快、检测精度高等特点已成为文物考古界不可或缺的一种分析方法。但对曲面或者表面不平整的文物,如何获取高精度的表面元素信息,仍然是文物工作者面临的难题。

根据央视新闻报道,武王墩考古发掘项目文物保护负责人 张治国介绍,XRF设备可以将曲面的文物进行元素面分布的扫描,可以解决我们肉眼识别的局限性,尤其是我们看不清楚它的制作工艺。将一些元素进行单独成像,或者组合起来进行成像,可以看出最初制作这件器物的时候它的构图、用材。

据了解,这是在考古工地上第一次应用。武王墩考古队选用已经过初步清理的编钟编磬漆木支架,率先开展颜料元素扫描分析。如果以1毫米为精度,可以快速完成元素分布分析。

作为首次应用,取得的成果同样令人振奋。据报道,编钟编磬漆木支架顶端的兽面纹为黑底红漆,基于以往的研究认知,其制作工艺应为炭黑颜料打底后,再用朱砂去描绘眼耳口鼻等纹饰。然而,通过元素扫描分析,考古专家更细致地发现,面部主体颜料含铜;脸部颜料含汞;黑眼珠两侧的眼白以及耳朵两侧,颜料含钙;而砷元素虽然含量少,却起到点缀的作用。

▲由济南中科核技术研究院联合故宫博物院研发的XRF设备

记者从济南中科核技术研究院了解到,XRF设备由该研究院联合故宫博物院联合研发。济南中科核技术研究院副研究员、XRF设备项目经理许琼介绍,我国文物种类众多、形制多样,例如玉器、陶瓷、青铜、玺印、漆器等,它们造型复杂、工艺繁复,目前国外能够实现开放式扫描的微区X射线荧光光谱设备主要针对油画研究开发,仅能进行平面样品的高精度扫描,并不能完全适用我国文物。

基于故宫博物院的需求,许琼带领团队提出了解决方案,团队利用多年研发X射线CT的技术积累,融合人工智能和先进的软件算法,用深度相机指导六轴机械臂运动路径,机械臂加载微区XRF进行扫描,从而实现了高精度曲面微区XRF成像。

▲济南中科核技术研究院的工程师正在操作XRF设备扫描青花瓷样品

“该设备同时具备定点微区元素分析、平面高分辨元素成像和曲面高分辨元素成像三种功能,一机顶三机,大大提高现有微区XRF设备的通用性、灵活性、准确性。”许琼介绍,该设备能实现宏观探查复杂文物的工艺、装饰与病害的分布特征,是研究文物制作工艺、发掘文物价值、制定针对性保护策略与永续保存文物信息的核心无损分析技术。

据悉,济南中科核技术研究院成立四年多来,特别是济南起步区获批设立三年来,面向国民经济主战场和人民生命健康,在精密无损检测、辐射安全监测、高端医学影像设备及放射性药物研发等领域投入近8000万元产值的设备仪器,开展10余个科研项目的研发落地,并成功完成20余款核技术应用产品的工程化开发。

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