NIST:含铅墨水使碳化卷轴在X射线断层扫描中可被读取——赫库兰尼姆卷轴实验室模型及用于预筛选卷轴的手持式XRF分析仪
NIST于2026年9月17日介绍了前一天发表在《PLOS ONE》上的一项研究:研究人员制作了用含铅盐墨水书写的碳化纸莎草卷轴实验室模型,并通过对实验室级X射线断层扫描图像进行虚拟展开读出了文字。手持式XRF设备在碳化后仍能检测到墨水中的铅。
- 卷轴用现代埃及纸莎草制成;碳墨中掺入不同浓度的硫酸铅,专家认为其成分与罗马时代墨水相似。复制品被放入部分密封的钢制容器,在少氧或无氧的高温炉中碳化,以模拟公元79年维苏威火山喷发使赫库兰尼姆卷轴藏书碳化的条件。
- 为展开图像,研究人员改造了NIST此前开发的、用于从断层扫描图像中虚拟展开圆柱形锂离子电池各层的算法。但卷轴被压扁且部分层面粘连,不能视作理想螺旋。只有复制品制作者知道文字内容,因此可将读出结果与真实情况对照;改造后的算法在几天内读出了文字。
- 用纯碳墨书写的卷轴最难读取,因为X射线几乎无法区分墨水中的碳与碳化纸莎草中的碳,而铅与X射线相互作用强,可形成对比。作者建议将该模型用作含不同成分墨水的真实数据集来源,用于开发和验证文字检测算法,并将手持式XRF光谱作为一种实用的无损筛查方法,用来识别可能含铅墨、因而更有可能被读出的卷轴。
- 作者认为,这是首个经证实的概念验证,表明赫库兰尼姆卷轴中若含铅,将大大提高成功读取的可能性。“维苏威挑战赛”的组织者已了解NIST的研究,但尚未决定是否采用。NIST研究人员希望利用人工卷轴的后续工作有助于开发更好的算法来读取真实卷轴。