文章摘要導讀
自動面掃描顯微 MA-Micro XRF技術於文物研究與考古修復應用領域正在迎來一場科技革新，MA-Micro XRF（微區 X 射線螢光分析）自動面掃描技術，為無損材料分析提供了突破性的解決方案。透過高解析度微區成分分析，研究人員能夠精確識別古代文物的元素組成，揭示歷史工藝，並協助修復過程中的材料選擇。本文將深入探討 MA-Micro XRF 在文物科學中創新關鍵應用，並簡述其如何為文化遺產保護提供革命性的分析方法。
文物研究與考古修復是一門需要兼顧科學精確性與文化保存的學科。傳統方法往往具有侵入性，可能損壞珍貴文物，而現代技術的進步，如自動面掃描顯微 MA-Micro XRF，為專家提供了一個非破壞性的解決方案。這項技術不僅提升了研究的準確性，還為文化遺產的長期保護開闢了新道路。
2. 什麼是自動面掃描顯微 MA-Micro XRF 技術？
攜帶型微區毛細管MA-uXRF(顯微X射線螢光光譜面掃描分析)是一種高解析度的微區 XRF 分析技術，能夠進行無損、非接觸的元素分析。搭配自動面掃描(mapping)技術，可在一定面積樣品上進行高解析度化學成分分布測繪。透過毛細管光學(capillary optics)，X射線能夠聚焦至微米級，實現更高空間解析度與超高光通量。
與傳統 XRF 相比，MA-Micro XRF 可透過自動面掃描技術，實現大面積微區元素分布成像。這項創新技術有別於傳統MA Micro-XRF技術，採用美國NASA(太空總署)新技術，能在分析速度與高空間解析度兼容下，無需取樣獲得高清的元素大面積分佈影像，避免對文物的任何損壞，是考古學家與修復專家的理想選擇。
其優勢有:
- 非破壞性檢測：無需取樣或破壞文物，即可獲取成分數據。
- 高解析度成像：透過mapping技術，可視化顏料、氧化層及合金腐蝕劣化的分布。
- 大範圍掃描能力：適用於壁畫、書畫、陶瓷、金屬器物等大型文物。
3. MA-Micro XRF 在文物研究中的核心優勢
有別於傳統MA microXRF，此創新的攜帶型MA micro XRF結合了美國太空總署(NASA)與法國國家科學研究中心(CNRS)及法國分子與結構考古實驗室(LAMS)共同開發專為文物研究/考古研究/文物修復的材料成分分析設備，其核心優勢:
- 非破壞分析: 無需切割或損壞文物即可獲取詳細數據
- 分析速度快: 每點分析時間<1秒
- 高精度元素映射: 高空間分辨率(spatially resolved)，能檢測元素並生成視覺化分佈圖，揭示隱藏製作細節。
- 多功能應用: 適用於金屬、陶瓷、繪畫、地球礦物(Xenolith)等多種文物類型。
- 高效性: 自動化掃描縮短分析時間，提升研究效率。
- 高精密度XY(或XYZ)電控自動移動平台
- 具兩個雷射與高解析度彩色攝影機對樣品進行精確對焦
- 先進XRF光譜分析軟體，對元素進行高精度的mapping分析
- 設備非常輕巧
這些優勢使 MA-Micro XRF 成為文物研究領域的革命性工具，尤其在鑑定真偽與追蹤來源方面表現卓越。
下列為使用美國NASA技術的攜帶型毛細管微區MA-μXRF(毛細管聚焦微區XRF)對19世紀的畫作與塞夫勒瓷盤進行高效快速mapping分析的示例說明
(1) 19世紀末至20世紀初油印畫作(Oleography)中的顏料mapping研究
Oleography是一種模仿油畫質感的印刷技術，在19世紀末至20世紀初特別流行，在製作過程中需要使用特殊的印刷設備和技術及印刷師會精心調配油墨，模仿原畫的色彩和筆觸，使得每一張oleography都需要仔細的手工處理。
高品質的oleography可以被視為藝術品，這種技術在當時democratized藝術，使更多人能接觸到藝術作品的複製品，Oleography代表了一個重要的藝術複製階段，它填補了原創藝術品和大眾之間的空隙，讓更多人能夠欣賞和擁有高質量的藝術複製品。
下列為使用MA microXRF對Oleography進行油印化色彩多層次疊加(多色疊印)的顏料進行元素映射分析(mapping)，幫助鑑定作品真偽並指導修復工作。
(2) 18世紀法國宮廷藝術瓷器-法國的塞夫勒皇家瓷器獨特顏料元素分析
Sèvres瓷器板是法國著名的瓷器藝術品，具有非常重要的歷史和文化價值。該瓷器起源於18世紀法國的塞夫勒皇家瓷器製造廠製造，最初位於凡爾賽宮附近，後遷至巴黎郊區的塞夫勒，其製作具有許多圖別的技術，包含: 高溫瓷器燒製，多層次手工彩繪，精密的上釉技術，獨特的顏料配方..等多項技術。
使用ＭＡ microXRF技術，分析十九世紀塞夫勒瓷器板分析，底色為深藍，裝飾有金色小區域(約3x2mm)細節，獲得到更多有關在深藍底色上金色顏料配方的元素映射資訊，利於對該文物進行建檔與修復配方研究
- 研究不同時代陶器釉料中的成分變化，確認其製作工藝與文化背景。
- 十九世紀塞夫勒瓷盤(Sèvres porcelain plate)分析示例，深藍色背景，金色裝飾。
- 使用μXRF進行mapping掃描參數:
- 100×100 pixels 0.05mm/step 0.1s per point
MA-Micro XRF 不僅提升了文物研究的深度，還對文化遺產的保存產生了積極影響。它幫助專家制定更精確的修復計劃，檢測潛在的劣化因素，並為未來的保護策略提供數據支持。隨著技術的普及，全球博物館與研究機構正逐步採用這一工具，確保珍貴遺產得以傳承。
隨著自動面掃描顯微 MA-Micro XRF 技術的不斷進步，文物研究將進入一個更精確、高效的新時代。未來，這項技術可能與人工智能結合，進一步提升數據分析能力，為考古修復專家提供更多可能性。對於希望深入了解文物的研究者來說，現在正是擁抱這項技術的最佳時機。
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