2014年12月31日

解密高手-X光探索古文物及新物質

作者/高憲章(任職淡江大學化學系)

有許多重要的歷史古文件,是記載在羊皮紙的捲軸上,要讀取這些羊皮紙上的內容,就必須打開捲軸。但是這些飽經歲月的羊皮卷,一打開就會碎掉,使珍貴的紀錄永遠消失。現在終於找到一個方法,利用X射線成像技術的儀器,使歷史學家可以讀取這些資料,而不需要打開、破壞捲軸。

羊皮捲軸中的秘密
羊皮紙被拿來作為書寫的材料已超過兩千年。在西元五世紀到十五世紀這段期間,更是重要的資料記載媒介。把羊皮泡在鹼性的石灰水中,除去部分蛋白質之後,經由拉伸保持獸皮的柔軟度和彈性,就成為羊皮紙。然而隨著時間,羊皮紙會越來越乾燥。存在於獸皮中的膠原蛋白會逐漸分解,使羊皮紙非常容易乾裂;因此這些捲軸非常脆弱,有些甚至不能夠再打開。近年來科學家們開始嘗試,想以各種儀器掃描這些捲軸內的文字,卻一直無解。X光可透視物質,該是個好選擇;但由於必須要區分出墨水與羊皮紙的各種殘像,往往需要極高的解析度,所以就算使用X光,也必須用非常強大的同步輻射(synchrotron radiation)X射線光源。

既然一般的成像方法效果不彰,科學家嘗試從化學元素的角度,研發另一種新的成像方法。他們針對羊皮卷所含的鐵來進行掃描,得到高解析對比的影像。那為什麼羊皮紙內會含有鐵元素呢?這是由於在十二到十九世紀間,用來書寫在羊皮紙上的墨水,是一種含有氧化鐵的鐵鞣酸墨水(iron gall ink)。用X射線掃描整捲羊皮紙捲軸各處的鐵含量後,以特殊的軟體將影像還原,就可以在完全不需要翻開捲軸的情況下,讀出內容。......【更詳細的內容請見科學月刊第541期(購買請點)】

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