探索微观世界丨微区XRF带你揭秘日常物品的隐藏故事

在日常生活中，我们经常接触到各种物品，但很少意识到这些物品背后的科技和工艺。微区X射线荧光光谱（μ-XRF）技术，作为一种非破坏性的分析方法，让我们能够深入探索这些物品的微观世界，揭示它们不为人知的秘密。从古老的瓷器到日常使用的钢笔尖，再到珍贵的历史照片，μ-XRF技术的应用无处不在，它帮助我们理解物品的构成、历史和价值。

瓷器的“身份证”

瓷器，这种被称为“白色黄金”的材料，从诞生之日起就从未离开过人们的生活。德国东部的瓷器制造历史悠久，其中梅森（Meissen）是欧洲瓷器的发源地，自1708年以来一直延续着这一传统。尽管在德国民主共和国时期，梅森工厂的生产从未中断，但它并不是东德唯一的瓷器制造商。瓷器上的标记非常重要，它表明了产地、生产时间和质量。通过μ-XRF技术进行的元素分析是识别瓷器中颜料、不透明剂和瓷器体成分的关键，它不仅有助于我们理解生产技术，还能确认瓷器的真伪，为瓷器鉴定提供重要的线索。

图1  不同标记的瓷器，经μ-XRF扫描后出现不同的“真身”。每一种表面花纹都拥有独特的元素组成，成为产地、生产时间和工艺的“身份证明”

钢笔尖的“彩衣”

钢笔尖是钢笔不可或缺的一部分，它需要长时间承受墨水的侵蚀，同时保证书写时的手感和耐用性。随着时间的推移，不锈钢和金合金成为了制作笔尖的理想材料。然而，通过对旧钢笔尖的多元素图谱分析，我们发现笔尖设计中材料的变化。一些笔尖仅仅是钢制的，而另一些则镀镍以提高耐腐蚀性和耐磨性。仔细观察数据，我们发现其中一个笔尖甚至在钢上涂有锡、铜和钢的多层涂层，好像身着“彩衣”。

图2  不同的钢笔尖，穿着多彩的“元素外衣”

让照片“重生”

摄影改变了我们对世界的视角，它能够实时捕捉人物和地点。但随着时间的流逝，一些照片会褪色。通过微区XRF的扫描，我们可以恢复这些严重褪色和损坏的历史照片。银的X射线图谱能够重现照片中褪色的部分，而照片中碘的分布可能为我们提供为什么这张照片会随时间褪色的线索。

图3  Ag元素的分布图“复活”了这张褪色的照片，I元素的分布似乎暗示了褪色的原因

μ-XRF技术的应用远远超出了实验室的范畴，它渗透到了我们的日常生活中。无论是欣赏一件艺术品的微观结构，还是修复一张珍贵的老照片，μ-XRF都为我们提供了一种新的视角，让我们能够更深入地理解我们周围的世界。随着科技的不断进步，我们可以期待μ-XRF技术在未来将为我们揭示更多的秘密。

微区X射线荧光光谱技术

微区X射线荧光元素分布成像技术是对不均匀、不规则、大样品甚至小件样品和包裹物进行高灵敏度、非破坏性元素成像分析的首选方法，涉及领域包含生物金属材料、非金属材料、生物组织切片、医疗器械等。

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