شناسایی غیرتهاجمی رنگ‌های زردچوبه و زعفران در الیاف نساجی پروتئینی با استفاده از طیف‌سنجی رامان و آنالیز چند متغیره

ما از طیف‌سنجی رامان همراه با آنالیز چند متغیره برای مطالعه نمونه‌های پیرسازی‌شده طبیعی و مصنوعی الیاف ابریشم و پشم رنگ‌شده با رنگ‌های زردچوبه و زعفران، طبق دستورالعمل‌های تاریخی، استفاده کردیم. طیف‌های رامان به‌دست‌آمده از تمام نمونه‌ها با استفاده از دو لیزر تحریک (785 و 1064 نانومتر) پیک‌های مشخصه هر رنگ و الیاف را نشان دادند. ماکرو FT-Raman با طول موج 1064 نانومتر اطلاعات بیشتری در مورد تخریب بستر الیاف ارائه داد، در حالی که طیف‌های μ-Raman در طول موج 785 نانومتر در شناسایی پیک‌های مشخصه رنگ مناسب‌تر بودند. ما همچنین اندازه‌گیری‌های رنگ‌سنجی را برای ارزیابی تغییر رنگ پس از پیرسازی مصنوعی انجام دادیم و آنها را با اطلاعات به‌دست‌آمده با طیف‌سنجی رامان مقایسه کردیم. نتایج نشان می‌دهد که زعفران نسبت به زردچوبه ثبات نوری بالاتری دارد و الیاف ابریشم نسبت به پشم دچار محوشدگی بیشتر و تخریب آشکارتری می‌شوند. طیف‌سنجی رامان در مورد ترکیب شیمیایی رنگ‌دهنده‌ها و الیاف و تغییرات آنها پس از پیرسازی بدون پیش‌تیمار نمونه اطلاعات می‌دهد. در نهایت، ما یک نمونه پشم تاریخی از یک فرش ایرانی قرن نوزدهم را تجزیه و تحلیل کردیم و زردچوبه را شناسایی کردیم.

We used Raman spectroscopy combined with multivariate analysis to study noninvasively naturally and artificially aged samples of silk and wool fibres dyed with turmeric and saffron dyes, following historical recipes. The Raman spectra obtained from all the samples using the two excitation lasers (785 and 1064 nm) showed the characteristic peaks of each dye and fibre. The 1064-nm macro FT-Raman offered more information regarding the degradation of the fibre substrate, whereas the μ-Raman at 785-nm spectra proved more suitable in the identification of dye characteristic peaks. We also performed colorimetric measurements to evaluate the colour change upon artificial ageing and compared them with the information obtained with Raman spectroscopy. The results suggest saffron has a higher lightfastness than turmeric and that silk fibres suffer higher fading and more evident degradation than wool. Raman spectroscopy informs about the chemical composition of the colourants and fibres and their changes upon ageing without sample pretreatment. Finally, we analysed a historical wool sample coming from a 19th-century Persian carpet, and we identified turmeric.