三天后,苏见远、林微和秦遥带着一个特制的、填充了惰性气体的恒温恒湿密封箱,踏上了前往上海的高铁。箱内是经过精心挑选的六块“天工”区域关键碎片,以及十几片用相同工艺制作的、用于对照实验的模拟样品碎片。
同步辐射光源,被誉为“照亮微观世界的超级显微镜”。上海光源(SSRF)是国内最先进的第三代同步辐射装置之一,其产生的高亮度、高准直性、波长连续可调的X射线,能在不损伤样品的前提下,对材料进行从原子到微米尺度的多维度解析。对于古籍碎片这种极度脆弱且成分复杂的样品,同步辐射分析几乎是获取深层信息的唯一安全途径。
此行得益于秦遥多方斡旋和那位军器史老教授的鼎力推荐。申请到的机时极其宝贵——在材料线站(BL09B)只有短短八个半小时,且必须严格遵循排期。
抵达上海后,三人直接前往位于张江的上海光源园区。巨大的环形主体建筑在阳光下泛着银灰色的金属光泽,静谧中蕴含着澎湃的科学能量。经过严格的安全检查和身份核验,他们在工作人员的引导下,进入地下实验大厅。
线站实验室里,各种复杂的管线、探测器、精密样品台井然有序。负责接待的是一位姓郭的副研究员,四十岁上下,戴着黑框眼镜,说话语速很快,透着一股科研工作者特有的干练。
“秦主任,苏先生,林小姐,欢迎。样品的情况和检测需求邮件里已经基本清楚了。”郭研究员开门见山,“我们计划主要进行三方面工作:一是微区X射线荧光光谱(μ-XRF)面扫描,高空间分辨率绘制‘天工’标记及周边区域的元素分布图,重点寻找铅、银、铜等特征元素的精细分布模式;二是X射线吸收近边结构(XANES)分析,针对墨迹和颜料,判断关键元素(如铜、铁)的化学价态和局域结构,这有助于推断墨料和颜料的原料来源及制备工艺;三是X射线衍射(μ-XRD),对特殊区域进行微区晶体结构分析,确认矿物颜料的具体物相。”
他快速调出预设的实验方案图。“时间紧,我们必须高效。先做μ-XRF大面积快速扫描定位感兴趣区域,然后对重点区域进行高分辨扫描和XANES、XRD定点分析。样品更换和准直需要时间,所以实际操作时间比八小时更紧张。”
“明白,一切听您安排。”秦遥郑重道。
样品准备在专用的手套箱中进行。苏见远和林微小心地将那六块真实碎片和几块对照模拟碎片,逐一固定在特制的、低背景的样品支架上。每块碎片的位置都经过精确测量和记录,确保后续分析的定位准确。整个过程在充满高纯氮气的手套箱内进行,最大限度避免样品受空气温湿度变化和尘埃污染。
第一个样品被送入光束线末端的实验舱。厚重的铅玻璃观察窗外,郭研究员和他的助手紧盯着控制电脑屏幕。苏见远、林微和秦遥则站在稍后的位置,同样目不转睛。
“开始μ-XRF面扫描,束斑尺寸10微米,步长5微米。”郭研究员下达指令。
实验舱内,看不见的同步辐射X射线束,如同最精密的探针,开始逐行扫描那块包含“天工”标记主墨迹的碎片。探测器实时接收被激发出的特征X射线,将其转化为元素信号。
屏幕上,一幅灰度图像逐渐生成,代表不同的元素分布。首先出现的是碳的分布图(主要来自纸张和墨中的碳),接着是钙、铁、硅等常见元素。
“调整能量,扫描铅的Lα线。”郭研究员道。
画面切换。这一次,在“天工”墨迹下方的特定区域,出现了一些极其微弱、但确实断续成线状的亮点信号——铅!
“果然有!”秦遥低呼。
“放大目标区域,束斑缩小到2微米,步长1微米,进行高分辨扫描。”郭研究员手指在键盘上飞舞。
图像再次刷新,分辨率大幅提升。那些铅信号亮点变得更加清晰,它们的确不是随机散布,而是大致沿着一条略微弯曲的、约半毫米长的虚线排列,线条的起点和终点恰好对应着“天工”二字起笔和收笔的附近位置。
“这几乎可以肯定,是绘制底稿的痕迹。”林微看着屏幕,语气肯定,“用含铅的笔或颜料,先轻轻勾出字的位置和大概框架。”
“继续扫描银和铜。”苏见远提醒。
能量再次调整。这一次,在“天工”墨迹本身所在的区域,出现了非常微弱的银和铜的特征信号。信号很弱,分布也不完全均匀,但在墨迹范围内的浓度,明显高于碎片其他区域。