????9月23日晚,2025北京文化論壇重要成果發(fā)布專場活動舉行。中國科學院高能物理研究所《北京同步輻射裝置X射線吸收譜技術(shù)助力原子級解析宋代青白瓷呈色機理》入選集中發(fā)布成果。該成果科研分量重、引領(lǐng)性鮮明,充分體現(xiàn)了文化與科技深度融合的創(chuàng)新實踐,為新時代文化傳承與科技創(chuàng)新提供了鮮活范例。
青白瓷以其“白中泛青、溫潤如玉”的獨特釉色聞名于世,其呈色機制涉及原料特性、燒制工藝調(diào)控以及微觀結(jié)構(gòu)演變等多因素交互作用。作為青白瓷的主要呈色元素,鐵在瓷釉中的化學形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)對于揭示青白瓷的呈色機制極為關(guān)鍵。由于釉中鐵含量極低且結(jié)構(gòu)呈非晶態(tài),傳統(tǒng)分析手段難以精準捕捉其化學價態(tài)與局域結(jié)構(gòu)。針對這一挑戰(zhàn),高能所研究團隊依托北京同步輻射裝置(BSRF),將高靈敏度的同步輻射X射線吸收譜技術(shù)與第一性原理計算相結(jié)合,首次在原子尺度上揭示了青白瓷釉中鐵離子的局域配位環(huán)境及其對瓷釉光學性質(zhì)的調(diào)控機制。研究發(fā)現(xiàn),鐵離子周圍原子鍵長的微小差異會顯著影響電子躍遷行為,進而調(diào)控可見光吸收波長,呈現(xiàn)出從藍綠到淡黃的細膩釉色差異。該工作不僅從物理本質(zhì)上闡明了宋代青白瓷“妙在毫厘”的呈色奧秘,還通過理論模擬實現(xiàn)了對實驗結(jié)果的精準驗證,為古陶瓷的無損分析、工藝復原及新型功能材料設(shè)計提供了新視角。本研究成果以《Local structure of iron and its role in the colouration of Qingbai (blue-greenish white) glazes: A multi-analytical study of Zhonghe wares from Guangxi, China (1100–1300 CE)》為題發(fā)表于陶瓷材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《歐洲陶瓷學會雜志》(Journal of the European Ceramic Society)。高能所作為第一完成單位,共有十三位作者參與工作。其中,邢成燁、鄧祥文、馮奕博為共同第一作者;李毓、常廣才為共同通訊作者。其他主要作者包括李麗、儲勝啟、穆洋洋、伍力源、閆靈通、趙麗娜、馮向前、陶冶。
北京同步輻射裝置(BSRF)是我國首個建成并投入使用的同步輻射光源,自1989年運行以來,已為材料科學、化學、生命科學、環(huán)境科學及遺產(chǎn)科學等多個領(lǐng)域提供了強有力的實驗平臺,并取得了一系列研究成果。此次在科技考古領(lǐng)域的突破性應(yīng)用,再次彰顯了大科學裝置在服務(wù)國家文化戰(zhàn)略、賦能中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新性發(fā)展中的關(guān)鍵支撐作用。未來,高能所科技考古研究團隊將依托高能同步輻射光源(HEPS),持續(xù)深化文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的高水平科學研究。