利用成像技术解析犹太羊皮纸卷轴

罗马尼亚国家光电研究与发展研究所（Romania’s National Institute for Research and Development in Optoelectronics）的研究人员利用多种成像技术，包括高光谱成像和傅里叶红外（FTIR）光谱，从一份犹太手稿中收集了历史信息，这一研究提供了宝贵的历史背景和有关未来进行修复操作的信息。研究人员还应用了X射线荧光谱，获取了有关卷轴原始材料和制造技术的细节，这些技术超出了人们肉眼看到的范围。

这本卷轴是一本保存并不不善的手稿，包含《Book of Esther》的几章。因为它是来自私人收藏，所以大家对这项文物的起源或历史不太了解。Luminita Ghervase说，"使用互补的研究技术可以揭示类似物体未知的历史。"他研究所的研究科学家，是这项工作的论文的合作者。“多年来，无创、无损的调查技术是调查文化遗产文物的首选技术，它符合调查过程中中保护文物的主要原则之一，即不损害文物。”

通常利用的一种常见的技术是多光谱成像，其中物体的特定部分被扫描到电磁频谱的预定波段。通过该方法生成的图像可以揭示有关物体磨损的细节（本例中为手稿），这些细节对肉眼并不明显。在这里某些紫外波段的模式显示了卷轴上的一个暗点，这表明了之前可能使用有机材料（如树脂）对其进行过修复，因为这个点强烈吸收了紫外线。

修复者使用高光谱成像来确定油墨的材料成分。研究人员发现了两种不同类型的墨水，另一种迹象表明这种文物可能已经修复过。计算机算法帮助对单个像素的光谱信号进行特征化，以进一步区分材质，这种方法也可用于完全重建文本。Ghervase 说：“用于材料分类的算法有可能用于识别墨水的痕迹，以推断出文字可能的原始形状。”

通过紫外线荧光分析获得的手稿图像。罗马尼亚国家光电研究与发展研究所（Romania’s National Institute for Research and Development in Optoelectronics）供图。

该研究小组接下来使用X射线荧光来识别用于油墨和羊皮纸制造的化学原料的类型。这种方法发现锌的浓度很高，与漂白过程有关，再次表明之前可能的修复工作。最终的技术是FTIR光谱，用于检测和鉴定任何其它存在的化学物质。在测量吸收时，此方法提供了卷轴胶原蛋白损坏率等其它信息，卷轴是由动物皮肤制作而成的。

Ghervase说，对材料的分析以及手稿的评估有助于研究人员确定在以往的保存过程中是否使用了任何不合适的材料，以及这些材料是否应该被去掉。此外，恢复者可以选择最合适的材料来恢复和保存文物，并且排除任何可能的不兼容材料。

这项研究成果发表在《Frontiers in Materials》上。(www.doi.org/10.3389/fmats.2020.601339).