| 研究課題/領域番号 |
16K01179
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
佐々木 良子 京都工芸繊維大学, 美術工芸資料館, 研究員 (00423062)
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| 研究分担者 |
佐々木 健 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (20205842)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 蛍光寿命 / 材質分析 / 色材 / 劣化 / 指標化 / 非破壊分析 |
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| 研究実績の概要 |
蛍光寿命は周辺環境が同じ条件で物質固有の値を示し，蛍光スペクトルの発光・励起波長に加えて第三のパラメータとして，蛍光性染料などの非破壊的・非接触的な同定手法として用いることができる。また，周辺環境により微妙に変化するため，有機・高分子材料に含まれる蛍光性物質からの蛍光発光に対してこの寿命の測定を行うことで，その有機材料そのものの物理的状態を非破壊的に数値化することが可能である。これまで，蛍光寿命測定を新たな非破壊分析手法として文化財分析の分野に導入する為の基礎研究を開始し，黄檗染め文化財資料から得られた黄檗の蛍光寿命とHPLCにおける成分解析の結果の関連性を指摘した。本年度は，染織資料の劣化の指標として，ベルベリン分子周りの環境変化を表す非破壊分析である蛍光寿命と資料の年代について考察した。
これまで経年劣化資料のHPLCよりベルベリン劣化生成物Xnに注目し，これらの和が劣化の指標となりうるか，検討してきた。蛍光寿命は非破壊分析であり，破壊分析であるHPLCとは測定原理も手法も全く異なる為，相互に検討することは，文化財資料の劣化状態を表すうえで非常に有意義であると考えられる。HPLCから求めたベルベリンに対する劣化生成物の生成量（X1+X2）と資料の年代については，目視調査で劣化が軽微であると考えられた萌黄色系の資料ではある程度の相関がみられた。逆に，このラインから外れる資料は，経年劣化以上の劣化が進行している可能性が考えられる為，同じ劣化が軽微である資料について，ベルベリンに対する劣化生成物の生成量（X1+X2）とベルベリンの微細環境を表す蛍光寿命の値（τ2）を比較してみた結果，理想的な条件ではベルベリンに対する劣化生成物と資料の年代との関係と同様に，両者に相関がみられる可能性が示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は有機質文化財資料における経年劣化の指標化を主たる目的にして，非破壊分析である蛍光寿命の測定の利用を提案するものである。文化財における劣化の要因として，経時変化由来の物と，環境変化由来の物に分けられる。経時変化由来は，どの様な理想的環境に文化財が置かれていても生じる劣化であり，環境由来とは，文化財の置かれた環境の光や温度湿度などの理想状態からのずれ及び，使用による汚染等を想定している。本年度においては文化財染織品の内，目視調査で劣化が軽微である，すなわち劣化の要因として環境要因が少ないであろうと判断された資料を用いて，破壊分析であるHPLC及び非破壊分析である蛍光寿命の両方から求めた劣化指標を比較検討した。
HPLCから求めたベルベリンに対する劣化生成物の生成量（X1+X2）と資料の年代については，目視調査で劣化が軽微であると考えられた萌黄色系の資料ではある程度の相関がみられた。逆に，このラインから外れる資料は，経年劣化以上の劣化が進行している可能性が考えられる為，同じ劣化が軽微である資料について，ベルベリンに対する劣化生成物の生成量（X1+X2）とベルベリンの微細環境を表す蛍光寿命の値（τ2）を比較してみた結果，理想的な条件ではベルベリンに対する劣化生成物と資料の年代との関係と同様に，両者に相関がみられる可能性が示された。
本年購入したレーザダイオードヘッドは現在用いている410nmのレーザよりも長い波長での励起を目的としたもので，現在分析中の黄色染料よりも吸収極大の波長が長い赤色染料に対応する。これまでに黄檗と紅の共存した状態で，410nmで励起した場合の測定が終了している。現在，510nmで励起する場合の実験条件の確立を目指し，基礎実験を行っている。次年度ではこの基礎実験の結果を基に文化財染織品に用いられた赤色染料である紅の蛍光寿命の測定を試みる予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は有機質文化財資料における経年劣化の指標化を主たる目的にして，非破壊分析である蛍光寿命の測定の利用を提案するものである。今後以下を中心に検討を行う。
平成28年度に購入した半導体パルスレーザヘッドPLP-10-510を用いて紅の蛍光寿命についても黄檗と同様の文化財資料についての測定方法論を確立する。更に紅と黄檗の重ね染の影響について解析を試みる。
次いで，励起波長を変えて種々の試料の測定を試みる。励起光源としてサブナノ秒パルスN2励起色素レーザ（パルス幅400ps）を使用する。この場合発振波長は使用する色素により可変である。N2のみによる337nm，色素による360nm，440nm，530nmなど，種々の波長が選択できるので，対象に合わせた励起を試みる。これにより黄檗や紅以外の色材，更に絹糸，羊毛などのタンパク質繊維ならびに漆，紙などの高分子材料における寿命測定の可能性に関する基礎的な研究を行う。ここで類似蛍光物質の寿命の違いによる鑑別と複数成分の同時分離分析を検討する。更に分子の分子間相互作用の変化，集合状態，積層構造変化についての情報を得る為の解析方法を検討する。
劣化と蛍光寿命の関係についても，検討を開始する。試料の保存劣化状態の寿命への影響と劣化状態の数値パラメータの可能性を検討する為，まず黄檗について時代が明確な実資料の測定に展開し，現代品との比較を通じて経年（時代）評価の数値的パラメータとして標準化を試みる。
さらに，人工劣化させた絹布を黄檗で染色或いは黄檗染絹布の人工劣化など，種々の条件での標品を作製し蛍光寿命が劣化のパラメータになりうるかを検討する。
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