石墨烯扫描仪揭示艺术品中隐藏的信息欧洲一组研究人员正在开发下一代以石墨烯材料为基础的扫描仪，这款扫描仪可以发掘迄今为止发现的艺术品及其它历史文物的一些未知的信息。这种设备可以看到画布中隐藏的图像，揭示几个世纪以来隐藏在三维物体中的秘密。
在真实场景中测试这种可以增强现实的应用程序。Treelogic 的研究员，同时也是Insidde的协调员Javier Gutiérrez 解释说：“除了能够显示目前仍隐藏在某些画作里的草图或者原先的绘画，这种新型扫描仪可以使我们看到作者最初的图纸或识别隐藏的画作”，（Insidde：the Seventh Framework Programme计划——由欧盟赞助，来自欧洲五国的8个组织方参与的新型扫描仪项目。新型扫描仪应用刷子工具进行观察，得到更多的隐藏信息，这为Insidde项目的科学家开辟了新的工作领域。代尔夫特理工大学的 Laurens van der Maaten表示：“新型扫描仪可以揭示出一幅具有很高艺术及历史价值的绘画作品中隐藏的某些细节，因为它让我们可以看到画家当初是如何创作的；同时，这些细节也可以极大地帮助文物保护者更好、更全面地进行画作修复。”
虽然这款新型扫描仪仍处于试验和校验阶段，但研究人员已经成功地用它来识别从一些艺术作品中发现的材料。参与识别的博物馆专家对这一结果非常看好。用Marta Flórez（Fine Arts of Asturias博物馆）的话来说，“我们没想到会得到这方面的信息，但某些画作的原型中，我们已经能够观察到一些色素的区别。在某些情况下，这种方法可以避免刺穿作品来找到艺术家使用的材料。” 除了观察表面相对平坦的画作，研究人员正在测试和调整扫描仪，希望能够绘制出密封的三维物体的图像。为了实现这一点，需要将结构光三维扫描仪和太
赫兹扫描仪组合在一起。
(a)静物 (b) 用于测试和验证的实物再现 (c) 从原画作中找到多个颜料样品经过太赫兹扫描仪进行分析。
4Ddynamics公司的研发主管Geert Willems 解释了这种扫描仪的优势：“通过重构物体的三维形状，我们可以引导太赫兹扫描仪找到物体弯曲形状周围的最佳位置，同时确保扫描仪与艺术品不用实际接触。” 在不久的将来，这种扫描仪可以对公元3世纪的保加利亚的罐子进行扫描，这些罐子被发现的时候是密封的，蕴藏着许多未解之谜。旧扎戈拉Regional Museum of History博物馆的文物修复师Reneta Karamanova补充解释到：“对考古学家和文物修复者来说，这种扫描仪另外一个重要的作用是识别陶器上用作装饰的绘画、雕刻或浮雕，因为它们表面有灰尘或石灰石沉积物。用太赫兹扫描仪对陶瓷表面进行探查，可以防止人工清洗陶器上的沉积物可能对其造成的损坏。”来自CNR-INO，同时也参与了这次聚焦系统研发的Raffaella Fontana and Marco Barucci解释道：“频率越广，获得的信息也就更多。新型石墨烯扫描仪被认为是“一种新型仪器：丝毫不会损伤所研究的材料；延长调查的光谱区域；更方便地在艺术领域应用太赫兹成像分析技术。安装高1.20米，被称为“XYZ table”的装置，其测量范围为1.50×1.50米，这种多头扫描仪含包含有石墨烯发射器和接收器，并可以在2平方米的工作范围内进行三维移动。至于这种新型扫描仪能否取代目前已有的获取艺术作品中隐藏图像的技术，如X射线扫描仪，红外线扫描仪或紫外线扫描仪，奥维尔多大学负责这种系统的研究者们是非常清楚的：“穿透一件艺术品的不同层时，扫描仪的每个频率范围都可以发挥不同的作用，每种能力帮助我们恢复到的隐藏信息是其它技术一次不可能实现的。” 此次项目的技术协调员Samuel Ver Hoeye这样解释到。
(a) 公元三世纪的陶瓷 (b) 设置为3D采集的结构光扫描仪。(c) 未经后期处理，由原始数据得到的三维模型。
为什么使用石墨烯
石墨烯是未来的新型材料之一，是由碳原子组成的单层片状材料，且只有一个碳原子的厚度。石墨烯许多特性中的一个：其电子对频率的辐射具有非线性响应的特点。换言之，ITMA Materials Technology的David Gómez and Nuria Campos这样说明：“它的作用就像是一个倍频器。如果我们用一个波长的特定频率撞击石墨烯，石墨烯则会发射出另一个更高的频率”。石墨烯的这种特性使科学家能够在太赫兹频带范围内发射一个频带，这一点现在许多数实验装置已可以实现，这种频带比红外线低，但笔我们使用手机和卫星通信时的频率要高。Javier Gutiérrez承认, 因为这个特性，“使用石墨烯材料实际上意味着我们在其它所有现有技术的频带之间填充一个合适空缺。”
除了在专业性国际会议上公布并分享这项研发成果，Insidde项目的重点之一就是要确保这一研究成果可以让普通民众受益。正因为如此，研究人员将对外公布由这种新型石墨烯扫描仪发现的隐藏的图像。在此背景下，项目赞助方正开发各种手段来普及这种新的知识，例如，开发可以增强现实的手机APP应用程序，这种程序可以在博物馆和美术馆中使用。同时，人们无需出门就可以通过欧盟数字图书馆的开放网络查看图片。
Insidde项目的成员
由Treelogic领导，来自欧洲五国的七个组织方参与的Insidde项目（成像检测技术和艺术品隐藏信息数字化技术解决方案的合成）：西班牙的ITMA Materials Technology，奥维尔多大学和Museum of Fine Arts of Asturia博物馆; 荷兰的代尔夫特理工大学; 意大利的Istituto Nazionale di Ottica；保加利亚旧扎戈拉的Regional Museum of History博物馆，以及比利时的4Ddynamics公司。
倚楼听风
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