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Application of Raman Spectroscopy to Korean Traditional Pigments

Title
Application of Raman Spectroscopy to Korean Traditional Pigments
Authors
한기옥
Issue Date
2017
Department/Major
대학원 물리학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
양인상
Abstract
유물분석에 현대 과학 장비가 사용되면서 역사적 사실에 대한 명확한 고증과 함께 더 깊은 정보를 얻는 것이 가능해 졌다. 이렇게 얻어진 정보는 유물을 올바로 보존하고 복원할 수 있는 근거를 준다. 우리나라에서는 1980년대 말부터 채색 유물에 대한 과학적 분석이 본격적으로 이루어지기 시작했다. 초기의 연구에서는 주로 X선 회절분석기를 이용하여 물질을 동정했다. 장비들의 개선이 이루어지고 새로운 원리에 근거한 분석 기기들이 등장하면서 유물 분석은 더욱 정확하고 풍부한 정보를 줄 수 있게 되었다. 그 중에서 라만 분광법은 비파괴 측정법으로서, 정확하고 능률적으로 물질을 동정할 수 있는 분석 도구로 주목받고 있다. 이 논문의 도입 부분에서는 라만 분광학이 유물 분석에서 가지는 의의, 그리고 라만 분광기의 구조와 측정 원리에 대해 소개하였다. 다음으로 안료 분석을 중심으로 국내의 문화재 분석 사례들을 초기 연구부터 최근까지 간략히 살펴보았다. 그리고 비파괴 분석법으로서 X선 형광 분석, 테라헤르쯔 분광 분석, 적외선 분광 분석을 라만 분광 분석과 함께 그 장단점을 비교하였다. 주요한 내용으로서 우리나라의 불화에 적용된 안료를 라만 분광학으로 동정한 연구 결과, 단청 안료층을 라만 맵핑으로 분석한 연구 결과, 그리고 결정성 광물 안료인 석청 (Azurite)과 석록 (Malachite)에 내포된 나노 입자의 존재를 라만 분광학으로 밝혀내고, 석청, 석록의 입자 크기를 추정하기 위한 적용 가능성을 제시하였다. 그리고 부록에서는 라만 활성 진동 모드를 지정하는 데에 이용되는 그룹 이론을 정리했다. 우리나라에서 라만 분광학을 유물 분석에 적용하기 시작한 것은 최근의 일이다. 이런 사정은 1990년대부터 본격적으로 라만 분광학을 고고학에 적용하여 많은 연구결과를 축적해온 유럽과 비교하면 많이 늦은 감이 있다. 라만 분광학은 채색유물에 사용된 안료의 동정뿐만 아니라 도자기, 토기, 금속유물의 분석에도 적용될 수 있다. 안료에 대한 이 연구가 소중한 우리 유물의 연구에 라만 분광학을 적용하게 되는 디딤돌이 될 것이다.;Adoption of modern scientific instruments to archaeology has made a drastic improvement in study of relics, and gives us more complete information of the past. The information obtained scientifically provides bases for proper conservation and restoration of cultural heritages. Scientific analysis of heritages with modern instruments set forth in late 1980s in Korea. The earlier studies generally focused on identification of materials using X-ray diffractometers. With the improvement of instruments and techniques based on new principles, more complete and richer information could be obtained. As an effective and nondestructive analysis tool with high resolution, Raman spectroscopy has become an indispensable technique in archaeology. This thesis opens with a report about the Raman spectroscopy and its general instrumentation. Then a brief overview of research history of colored heritages in Korea and several nondestructive techniques. Then, the results of studies of Korean traditional pigments utilizing Raman spectroscopy is presented: Identification of pigments of a Buddha painting, depth profiling of pigment layers of Dancheong (traditional multicolored paintwork on wooden buildings, 丹靑), and an analytical study on azurite and malachite pigments in its properties as particles. In appendix, summaries about the selection rules of Raman active modes and an example of applying selection rule is suggested. Application of Raman spectroscopy to archeology has just begun in Korea. The status seems a bit behind that of Europe, where the serious adoption of Raman spectroscopy begun already in the early 1990s and much study has piled up. Raman spectroscopy can be applied not only for the identification of pigments, but also for the analysis of earth-wares, potteries, or metal relics. We hope our studies would play a role of step stones for the future research of cultural heritages with Raman spectroscopy.
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일반대학원 > 물리학과 > Theses_Ph.D
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