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承传统之彩,融科学之美!当文房四宝遇上扫描电镜

更新时间:2023-04-20      点击次数:601

4月11日,中国科学技术大学文房四宝工艺传承基地(下称“基地")师生作品展在合肥市瑶海区文化馆开幕。国仪量子作为本次活动协办单位与基地合作,将文房四宝经典材料与扫描电子显微镜、伪彩处理技术结合,呈现了一套科学与艺术融合的作品。

笔、墨、纸、砚是中华文化与知识传承的经典载体,被誉为“文房四宝"。它们是古代劳动人民的伟大创造,支撑了我们数千年书写、记录、抒情、创造的文化辉煌。工程师使用国仪量子的扫描电子显微镜,分别对笔(兼毫笔)、墨(油烟墨)、纸(落水纸)、砚(歙砚)的微观形貌进行了表征与分析,并运用图像伪彩处理技术,制作了一套兼具科学价值与艺术之美的视觉作品。




兼毫笔制作中使用了狼毫和羊毫两种动物毛发。使用扫描电镜对狼毫、羊毫进行表面形貌结构表征发现,毛发表面呈鳞片状排列,狼毫表面的鳞片结构更加致密,鳞片较窄且长,结构更刚强,用作兼毫笔中的“健毫",起到支撑的作用。而羊毫表面鳞片较大较宽,鳞片排布较狼毫更松散,使得羊毫更加柔软,用作兼毫笔中的“柔毫"。

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羊毫截面(经伪彩处理)


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狼毫/3kV/ETD


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羊毫/3kV/ETD





使用扫描电镜对油烟墨进行高分辨观察可以看出,其中分布大量植物油脂类燃料经燃烧后形成的碳黑,这就是构成油烟墨的主要成分。碳黑是球形粒子聚集形成的粘连状大单元结构,这些原始的单元结构称为碳黑聚集体,每个聚集体都有各自独te的形状。碳黑着色力强且价格便宜,是一种重要的黑色颜料。

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油烟墨(经伪彩处理)


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油烟墨/7kV/ETD





纤维表面形貌与成纸性能密切相关,使用扫描电镜可以通过对纸张微观形貌的观察优化加工工艺,提高制浆造纸的成品品质。落水纸由纯楮树皮构成,纤维取向度高,表面较光滑,纤维尺寸比较均匀。

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落水纸(经伪彩处理)


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落水纸/3kV/ETD





歙砚所用矿石类型多为灰黑色粉砂质绢云板岩和黑色含粉砂绢云板岩。歙砚加工中,矿物的微观结构对歙砚的品质有较大影响,会影响歙砚使用时出墨的流畅度和墨的品质。通过国仪量子SEM3200型扫描电镜对歙砚老坑磨石的表面和抛光后截面进行观察,发现砚石矿物多呈粒状和片状堆叠,与宏观观察下层层堆叠的板岩结构相符。同时使用了能谱对砚石进行了元素分析,发现其中主要矿物为绢云母和绿泥石,另分布有长石、石英等其他矿物,构成歙砚“金星"的物质主要为钛铁矿。

根据砚石品级的分类标准,石质的密度、细腻程度以及隔水性是影响砚石品级的重要依据。较高密度的绢云母使得砚石的平均密度较普通板岩更高;石英的存在为板岩提供了较高的研磨能力,又兼顾到石材的细腻程度和隔水性;大量呈显微鳞片变晶结构的绢云母和显微鳞片状的绿泥石使板岩保持了细腻的质感和精细的纹理。这些矿物的存在和特殊组合保证了歙砚“莹润细密,石质坚润,纹理缜密,贮水不涸,发墨如油"的独te特点。

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歙砚(经伪彩处理)


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歙砚截面/20kV/BSED

国仪量子自主研发的扫描电子显微镜系列产品拥有出色的成像质量、在不同的视场范围下均可得到高分辨率图像。大景深,成像富有立体感。丰富的扩展性,助您在显微成像的世界中尽情探索。

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国仪量子扫描电镜全景图

中国科学技术大学2020年10月获批教育部中华优秀传统文化传承—文房四宝工艺基地。基地在中国科大校内设有传承工作坊、手工纸实验室和文化遗产保护实验中心。校长包信和院士任基地校方负责人,汤书昆讲席教授为首xi专家。本次展览为基地第一次汇报展,选取了四个工坊行业导师、中国科学技术大学12个学院选课同学的优秀作品共计100件,以及国仪量子与基地联合制作的科学与艺术融合作品。

中国科大赋予了文房四宝以科学的理性气质,国仪量子也将运用精准高效的科学仪器,为传统文化工艺的发展与传承贡献力量。

本次展览将从4月11日持续至4月25日诚挚邀请您的光临,与我们共同见证科学与艺术的碰撞!


地点:合肥市瑶海区文化馆

主办:中国科学技术大学党委宣传部

           中国科学技术大学人文与社会科学学院

承办:教育部-中国科学技术大学文房四宝工艺传承基地

           中共合肥市瑶海区委宣传部

           合肥市瑶海区文化和旅游局

           合肥市瑶海区文化馆

协办:文旅部-中国科学技术大学手工造纸技艺传承与发展研修计划

           童寿记徽派木版年画研究中心

           国仪量子(合肥 )技术有限公司