Identifikace a kvantifikace grafitu a amorfního uhlíku v archeologické keramice pomocí vibrační spektroskopie

Uhlíkaté složky hrají v technologii archeologické keramiky zásadní roli. Vystupují ve formě záměrně přidávaného grafitového ostřiva pro zvýšení žáruvzdornosti, mechanických vlastností, případně jako „tuhování“ ke zvýšení lesku povrchu. Další možností je přítomnost amorfního uhlíku buď ve formě „černého jádra“ nebo po „zakuřování“, kdy dochází k vyloučení amorfního uhlíku na povrchu střepu. Ramanova spektroskopie poskytuje neinvazivní přímou identifikaci vazebného stavu sp2 prostřednictvím charakteristických pásů G a D. Stupeň uspořádanosti mřížky přímo odráží tepelnou historii keramického fragmentu. Cílem práce bude navrhnout a prakticky ověřit postup pro nedestruktivní identifikaci a semi-kvantitativní stanovení poměru grafitu a amorfního uhlíku v archeologické keramice s využitím Ramanovy spektroskopie a doplňkové FTIR spektroskopie.

Experimentální část bude zaměřena na reprezentativní soubor archeologických střepů s grafitovým ostřivem či zakouřeným povrchem a jádry, které budou doplňovat referenční standardy přírodního grafitu, sazí a laboratorně připravených zuhelnatělých rostlinných zbytků. Hlavní část práce bude spočívat v Ramanově spektroskopické analýze v rozsahu 100–3200 cm-1. Měření bude probíhat při nízkém výkonu laseru pro zamezení termické degradace, přičemž využití vícevlnové excitace (např. 532 nm a 1064 nm) umožní vyhodnotit spektrální disperzi pásů D a G. Spektra po korekcích budou sloužit k aplikaci modelu dekonvoluce (složky D1, D2, D3, D4 a G) v oblasti 1000–1800 cm-1 za účelem matematického popisu komplexní uhlíkaté matrice.