[发明专利]应用紫外可见漫反射光谱鉴别珍珠表层的化学组成及结构形貌一致性的方法

说明书

本发明公开一种应用紫外可见漫反射光谱鉴别珍珠表层的化学组成及结构形貌一致性的方法,通过对珍珠表面不同位置处进行紫外可见漫反射光谱的检测采集，并基于谱图的一致性即相似度进而判断珍珠外层组织结构单元即珍珠层化学组成、内部结构及外表面结构形貌一致性。本发明所述的鉴别方法准确、无损、快速，可为珍珠的改色处理、质量等级定性提供便捷、适用的评判性依据与指导。

技术领域

本发明涉及珍珠的质量评价及优化处理方法的检测领域，具体涉及一种应用紫外可见漫反射光谱鉴别珍珠表层的化学组成及结构形貌一致性的方法。

背景技术

珍珠(Pearl)主要是以生物成因文石(95％，Wt％)与蛋白质为主体组成的一类有机宝石，是珠宝流通、交易市场中最为常见的、市场接受度较高的有机宝石品种之一。近些年来，国内，有关珍珠的质量评价体系主要是基于国家标准GB/T 18781-2008《珍珠分级》为指导原则，并进一步基于珍珠的颜色、大小、形状、光泽、光洁度为评价质量等级的参考指标，上述等级指标因素对于珍珠的质量等级的评价、价格体系的建立及规范珍珠市场有序健康发展具有重要的支撑与推动作用。与此同时，上述影响珍珠等级因素的确定，对于珍珠的人工化养殖、助力珍珠养殖产业的提质增效、转型升级具有重要的指导意义。

然而，就上述评价珍珠等级的多个因素中，珍珠的颜色是否在整个珍珠的表面均匀性呈现的评定、形状与光泽等指标的优劣都是基于检测人员的肉眼及光学显微镜下的观察结果为判断依据，因此人为的主观因素对评判结果的影响较大。更重要的是，截至目前，尚未见有涉及某一具体的检测设备就珍珠颜色呈色的一致性、珍珠表面局部的平整性或光洁性进行直接、快速、精准的评判方法的相关文献报道。

大量文献研究表明，就珍珠的呈色机理而言，多是基于珍珠表面及内部的显微结构的光学效应(如衍射、干涉、衍射干涉共同作用及光子带隙结构等)与珍珠中存在的有机色素(如类胡萝卜素等)共同作用的结果，因此珍珠表面及内部结构、有机色素是否稳定、均匀性分布对于珍珠的呈色一致性直接关联。众所周知，漫反射效率表示物质的反射能力。漫反射率随入射光波长(或频率)而变化的谱图，称为漫反射光谱，漫反射吸收或反射光谱可反应被测试材料的结构形貌特征、化学组成信息等。因此，长期以来，漫反射光谱作为一项重要的检测手段被广泛应用于材料类检测领域，特别是在半导体、珠宝等课题领域。需特别指出的是，紫外可见漫反射光谱作为表征材料在紫外可见光区间的一类反射光谱形式，被广泛应用于珠宝玉石检测领域，尤其是在钻石、珍珠、红蓝宝、珊瑚、翡翠、绿松石的鉴定上，如珍珠与绿松石的改色优化处理、钻石的自然与合成属性的定性、翡翠处理的鉴定等。然而，据文献报道，反射光谱被应用于表征材料的内外结构特征有较多的文献报道，特别是其内外部结构特征与其反射峰、吸收峰的对应关联机制有较多的论述，就珍珠层材料而言，在鲍鱼壳、三角帆蚌贝壳中存在的一维光子带隙结构(photonic band gap)导致其珍珠层表面呈现相应波段的表观颜色，并在其对应的反射光谱中呈现相应的反射峰位，上述贝壳中的光子带隙结构即为具有“砖-浆-墙”结构的珍珠层，且珍珠层中单一文石板片与有机质层的厚度决定着反射光谱中反射峰的主波长。与此同时，前人就海水养殖的金色、黑色珍珠及某些贝壳内表面不同颜色区域的反射光谱的研究表明：反射光谱的某一或某些具体吸收峰位与其自身中存在的有机质对应关联。同时，珍珠层中呈色有机质的体密度与珍珠的色彩饱和度呈现明显的正相关性，并与对应的吸收峰的强度呈现正相关性。此外，珍珠表面光洁度与珍珠的曲率半径等因素同样明显影响其反射光谱的峰形，尤其是具体的反射峰的强度、反射峰的具体峰位等。综上可见，参比珍珠质量分级的相关因素而言，利用紫外可见漫反射光谱可作为衡量珍珠所呈颜色与表层结构中有机质的一致性与分布均与性、珍珠内部结构单元即珍珠层文石板片厚度的均匀性、珍珠表面的光洁度一致性的一种客观、快速、无损的方法，并可以其作为珍珠质量评价的一种佐证依据。

然而，就目前而言，尚无见有利用紫外可见漫反射光谱就珍珠的珍珠层的化学组成及结构一致性的相关文献研究报道。

发明内容