三天後,蘇見遠、林微和秦遙帶著一個特製的、填充了惰性氣體的恆溫恆溼密封箱,踏上了前往上海的高鐵。箱內是經過精心挑選的六塊“天工”區域關鍵碎片,以及十幾片用相同工藝製作的、用於對照實驗的模擬樣品碎片。
同步輻射光源,被譽為“照亮微觀世界的超級顯微鏡”。上海光源(SSRF)是國內最先進的第三代同步輻射裝置之一,其產生的高亮度、高準直性、波長連續可調的X射線,能在不損傷樣品的前提下,對材料進行從原子到微米尺度的多維度解析。對於古籍碎片這種極度脆弱且成分複雜的樣品,同步輻射分析幾乎是獲取深層資訊的唯一安全途徑。
此行得益於秦遙多方斡旋和那位軍器史老教授的鼎力推薦。申請到的機時極其寶貴——在材料線站(BL09B)只有短短八個半小時,且必須嚴格遵循排期。
抵達上海後,三人直接前往位於張江的上海光源園區。巨大的環形主體建築在陽光下泛著銀灰色的金屬光澤,靜謐中蘊含著澎湃的科學能量。經過嚴格的安全檢查和身份核驗,他們在工作人員的引導下,進入地下實驗大廳。
線站實驗室裡,各種複雜的管線、探測器、精密樣品臺井然有序。負責接待的是一位姓郭的副研究員,四十歲上下,戴著黑框眼鏡,說話語速很快,透著一股科研工作者特有的幹練。
“秦主任,蘇先生,林小姐,歡迎。樣品的情況和檢測需求郵件裡已經基本清楚了。”郭研究員開門見山,“我們計劃主要進行三方面工作:一是微區X射線熒光光譜(μ-XRF)面掃描,高空間解析度繪製‘天工’標記及周邊區域的元素分佈圖,重點尋找鉛、銀、銅等特徵元素的精細分佈模式;二是X射線吸收近邊結構(XANES)分析,針對墨跡和顏料,判斷關鍵元素(如銅、鐵)的化學價態和局域結構,這有助於推斷墨料和顏料的原料來源及製備工藝;三是X射線衍射(μ-XRD),對特殊區域進行微區晶體結構分析,確認礦物顏料的具體物相。”
他快速調出預設的實驗方案圖。“時間緊,我們必須高效。先做μ-XRF大面積快速掃描定位感興趣區域,然後對重點區域進行高分辨掃描和XANES、XRD定點分析。樣品更換和準直需要時間,所以實際操作時間比八小時更緊張。”
“明白,一切聽您安排。”秦遙鄭重道。
樣品準備在專用的手套箱中進行。蘇見遠和林微小心地將那六塊真實碎片和幾塊對照模擬碎片,逐一固定在特製的、低背景的樣品支架上。每塊碎片的位置都經過精確測量和記錄,確保後續分析的定位準確。整個過程在充滿高純氮氣的手套箱內進行,最大限度避免樣品受空氣溫溼度變化和塵埃汙染。
第一個樣品被送入光束線末端的實驗艙。厚重的鉛玻璃觀察窗外,郭研究員和他的助手緊盯著控制電腦螢幕。蘇見遠、林微和秦遙則站在稍後的位置,同樣目不轉睛。
“開始μ-XRF面掃描,束斑尺寸10微米,步長5微米。”郭研究員下達指令。
實驗艙內,看不見的同步輻射X射線束,如同最精密的探針,開始逐行掃描那塊包含“天工”標記主墨跡的碎片。探測器即時接收被激發出的特徵X射線,將其轉化為元素訊號。
螢幕上,一幅灰度影像逐漸生成,代表不同的元素分佈。首先出現的是碳的分佈圖(主要來自紙張和墨中的碳),接著是鈣、鐵、矽等常見元素。
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