本发明涉及文物保护，具体为一种柔性压电sers基底及其青铜文物原位检测系统。
背景技术：
1、在文物保护与研究领域，青铜文物承载着深厚的历史文化价值，对其表面物质成分信息的准确获取至关重要。然而，长期以来，在青铜文物检测方面面临诸多挑战。传统的检测方法往往需要对文物进行取样，例如通过化学分析法时，需从文物表面刮取或钻取部分样本，这一过程不可避免地会对文物造成破坏，改变其原貌，违背了文物保护的基本原则，尤其对于珍贵且不可再生的青铜文物而言，这种破坏是难以接受的。
2、而一些无损检测技术，虽然能在不破坏文物的情况下检测元素组成，但对于检测复杂的有机残留物以及区分同元素不同化合物等情况存在局限性，提供的信息不够全面准确，难以深入解析文物表面物质成分的详细情况。
3、虽然理论上可原位检测，但在实际应用中，由于青铜文物表面通常不规则，存在锈层、纹理等复杂情况，使得检测探头难以与文物表面紧密贴合，进而影响检测信号的获取和准确性，导致最终获取到的表面物质成分信息不够精准、完整。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种柔性压电sers基底及其青铜文物原位检测系统，解决了青铜文物检测中，难以原位、无损地获取文物表面物质成分信息的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种柔性压电sers基底，按重量份计，包含以下成分：聚偏氟乙烯70-90份、钛酸钡纳米颗粒10-30份、金薄膜7-9份、银纳米颗粒55-85份、氧化石墨烯1-2份、热稳定剂1-5份、增塑剂20-50份、磁性纳米粒子5-20份、量子点1-10份、表面活性剂0.5-2份。
3、通过采用上述技术方案，各成分发挥独特作用，如聚偏氟乙烯提供柔性支撑与基础压电性能，钛酸钡纳米颗粒增强压电效应，金薄膜助力银纳米颗粒生长与导电、拉曼信号增强等，协同作用下使基底具备原位、无损、高灵敏度检测等优势，能精准获取青铜文物表面物质成分信息，保障检测结果可靠准确，为青铜文物保护和研究提供有力支撑。
4、一种柔性压电sers基底的制备方法，用于所述的一种柔性压电sers基底，包括以下步骤：
5、s1、将聚偏氟乙烯溶解在有机溶剂中，形成聚偏氟乙烯溶液；
6、s2、将钛酸钡纳米颗粒、热稳定剂、增塑剂、磁性纳米粒子、量子点和表面活性剂加入聚偏氟乙烯溶液中，搅拌均匀，形成混合溶液；
7、s3、将混合溶液涂覆在基底上，干燥后形成聚偏氟乙烯复合薄膜；
8、s4、在聚偏氟乙烯复合薄膜表面通过物理气相沉积或化学镀方法制备金薄膜；
9、s5、在金薄膜表面通过化学还原或电化学沉积方法制备银纳米颗粒；
10、s6、将氧化石墨烯通过滴涂、旋涂或喷涂方法修饰在银纳米颗粒表面。
11、优选的，所述s1具体包括：准确称取70-90份的聚偏氟乙烯粉末，将其加入到盛有500-800份的n,n-二甲基甲酰胺有机溶剂的三口烧瓶中，在室温下将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，以300-500rpm的转速持续搅拌3-5小时，直至聚偏氟乙烯粉末完全溶解，形成均匀透明、无明显颗粒或沉淀的聚偏氟乙烯溶液。
12、优选的，所述s2具体包括：向聚偏氟乙烯溶液中依次加入10-30份钛酸钡纳米颗粒，粒径30-50nm、1-5份受阻酚类热稳定剂、20-50份邻苯二甲酸二辛酯增塑剂、5-20份四氧化三铁磁性纳米粒子，粒径10-30nm、1-10份硫化镉量子点，粒径2-6nm和0.5-2份聚乙二醇辛基苯基醚表面活性剂，在60-100w超声功率下处理1-2小时，再以400-600rpm转速搅拌2-3小时，形成均匀稳定的混合溶液。
13、优选的，所述s3具体包括：将混合溶液通过溶液浇铸法倒入聚四氟乙烯模具，在室温通风橱中风干24-48小时，再于50-70℃、5-10pa真空干燥12-24小时，形成厚度50-200μm的聚偏氟乙烯复合薄膜。
14、优选的，所述s4具体包括：将聚偏氟乙烯复合薄膜裁剪为5cm×8cm尺寸，用无水乙醇和去离子水交替冲洗3-5次后，固定于磁控溅射仪样品台，与金靶材间距6-10cm；抽真空至0.05-0.1pa以下，通入高纯氩气至工作气压0.3-0.6pa，以100-180w功率溅射6-10分钟，沉积厚度7-9nm的金薄膜。
15、优选的，所述s5具体包括：配制0.02-0.05mol/l硝酸银溶液和等浓度柠檬酸钠溶液，取5-10ml硝酸银溶液加入含金薄膜的基底容器中，滴加等体积柠檬酸钠溶液，在50-70℃油浴中以300-500rpm磁力搅拌反应3-5小时；反应结束后自然冷却至室温，用去离子水冲洗5-8次，再于40-60℃、5-8pa真空干燥8-12小时，形成粒径55-85nm的多面体银纳米颗粒。
16、优选的，所述s6具体包括：将10-20mg氧化石墨烯，其片层厚度1-2nm，横向尺寸1-5μm，加入10-20ml去离子水中，在40-60w超声功率下处理2-3小时形成均匀溶液；用移液器吸取0.1-0.3ml氧化石墨烯溶液滴涂于含银纳米颗粒的基底表面，在30-50℃、3-6pa真空干燥6-10小时，再置于真空管式炉中，以30-50ml/min流速通入氩气，以3-5℃/min升温至180-220℃保温1-2小时，使氧化石墨烯与银纳米颗粒形成化学键合。
17、一种柔性压电sers基底的青铜文物原位检测系统，用于所述的一种柔性压电sers基底，包括以下模块：
18、柔性压电sers基底模块，用于青铜文物原位检测系统中，借助表面增强拉曼散射效应和压电效应，能够在不破坏青铜文物原貌的情况下，识别文物表面的铜锈、腐蚀产物以及有机残留物成分；
19、信号采集模块，用于在青铜文物原位检测系统中，接收由柔性压电sers基底产生的拉曼散射光信号，借助光纤探头、拉曼光谱仪部件，将光信号转化为可处理的电信号，为后续的信号分析处理提供原始数据，掌握青铜文物表面的物质成分信息；
20、信号处理模块，用于对信号采集模块获取的青铜文物表面拉曼散射光信号对应的电信号数据进行处理，通过降噪、特征峰识别、成分鉴定操作，提取有价值信息，进而分析出青铜文物表面的物质成分及相关情况；
21、电源模块，用于为青铜文物原位检测系统中的柔性压电sers基底提供稳定电能，使其压电效应正常发挥，确保整个检测过程能顺利进行，对青铜文物表面成分的有效检测；
22、定位模块，用于在青铜文物原位检测系统中，通过磁性或光学定位方式，确定柔性压电sers基底在青铜文物表面的位置；
23、数据存储模块，用于在青铜文物原位检测系统中，存储信号采集模块获取的拉曼信号原始数据以及信号处理模块分析处理后的结果数据。
24、本发明提供了一种柔性压电sers基底及其青铜文物原位检测系统。具备以下有益效果：
25、1、本发明通过各成分协同作用，聚偏氟乙烯、钛酸钡纳米颗粒等分别发挥提供柔性支撑、增强压电效应等功能，共同实现了对青铜文物表面原位、无损且高灵敏度检测，精准获取物质成分信息，兼具良好环境适应性、操作便捷性及检测结果可靠准确等优点，拓宽检测应用范围。解决了青铜文物检测中，难以原位、无损地获取文物表面物质成分信息的问题。
26、2、本发明通过相关步骤形成均匀稳定混合溶液，各成分发挥相应作用，如钛酸钡纳米颗粒增强压电性能等，使基底微观结构性能一致，提升检测灵敏度、重复性并保障贴合文物时性能稳定，利于青铜文物原位、无损检测。解决了多种功能性成分在聚偏氟乙烯溶液中易团聚、分布不均的问题。
27、3、本发明通过在聚偏氟乙烯复合薄膜表面制备出厚度均匀、结合牢固的金薄膜，其能为银纳米颗粒生长提供均匀形核位点，保障其均匀分布，还具备良好导电性以增强表面等离子体共振效应、sers性能，且利于后续功能层修饰，为高灵敏度检测青铜文物表面物质成分奠定基础。解决了在柔性聚偏氟乙烯复合薄膜表面制备高质量金薄膜时，易出现的与基底结合力差、镀层不均匀的问题。
28、4、本发明通过各模块协同作用，柔性压电sers基底模块实现无损原位检测并识别文物表面成分，信号采集模块准确转化光信号为电信号提供数据基础，信号处理模块提取有价值信息助力分析成分情况，电源模块保障电能稳定使检测顺利，定位模块精准确定基底位置提高检测准确性与可重复性，数据存储模块妥善存储数据便于后续查询分析，整体利于深入研究青铜文物状况、实现长期监测及科学保护。解决了传统检测方法破坏文物、难以检测微量成分存在局限性的问题。