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With increasing demand and environmental concerns, researchers are exploring new materials that can perform as well or better than traditional materials while reducing environmental impact. The BAMline, a real-life sample materials research beamline, provides unique insights into materials’ electronic and chemical structure at different time and length scales. The beamline specializes in x-ray absorption spectroscopy, x-ray fluorescence spectroscopy, and tomography experiments. This enables real-time optimization of material properties and performance for various applications, such as energy transfer, energy storage, catalysis, and corrosion resistance. This paper gives an overview of the analytical methods and sample environments of the BAMline, which cover non-destructive testing experiments in materials science, chemistry, biology, medicine, and cultural heritage. We also present our own synthesis methods, processes, and equipment developed specifically for the BAMline, and we give examples of synthesized materials and their potential applications. Finally, this article discusses the future perspectives of the BAMline and its potential for further advances in sustainable materials research.
Synchrotron radiation X-ray fluorescence spectroscopy, in conjunction with atomic absorption and Raman spectroscopy, was used to analyze a set of top brand tattoo inks to investigate the presence of toxic elements and hazardous substances. The Cr, Cu, and Pb contents were found to be above the maximum allowed levels established by the Council of Europe through the resolution ResAP(2008)1 on requirements and criteria for the safety of tattoos and permanent makeup. Raman analysis has revealed the presence of a set of prohibited substances mentioned in ResAP(2008)1, among which are the pigments Blue 15, Green 7, and Violet 23. Other pigments that were identified in white, black, red, and yellow inks are the Pigment White 6, Carbon Black, Pigment Red 8, and a diazo yellow, respectively. The present results show the importance of regulating tattoo ink composition.
Various applications for artificial intelligence in the context of spectroscopy will be presented. in particular, examples from bamline will be featured. After a short introduction to synchrotron radiation, artificial intelligence algorithms for the quantification of X-ray fluorescence measurement are discussed. In the second example, information retrieval by natural language processing is reviewed. As a last example the reconstruction of measurements with the X-ray color camera and coded apertures is presented.
Ein Konvolut einzelner Schmuckstücke und die Goldbeigaben eines angeblichen Grabfundes wurden technologisch und analytisch untersucht. Die meisten Objekte sind Blecharbeiten, die aus einer Vielzahl von Einzelteilen mit metallischem Goldlot zusammengefügt und mit Granulation oder granulations-imitierendem Perl- oder Kerbdraht verziert wurden. Nur vier kleine Ohrringe sind massiv gegossen.
Zwei Zierbleche dürften über Patrizen (Positivmodeln), die Deckel der Astragale in Matrizen (Negativmodeln) geformt worden sein. Alle Objekte wurden mit Synchrotron- und atmosphärischer Röntgenfluoreszenz analysiert. Die Daten zeigen das breite Spektrum an Goldlegierungen, die im 7./6. Jahrhundert v. Chr. in Kleinasien verarbeitet wurden: vom natürlichen Seifengold (Elektrum) bis zu geläutertem, fast reinem Gold. Eine Korrelation zwischen Goldqualität und Verarbeitungsmethode konnte nicht festgestellt werden. Sowohl hochreines als auch mit viel Silber und Kupfer legiertes Gold wurde zum Schmieden von Blecharbeiten, aber auch zum Massivguss verwendet. Aus der Goldfarbe kann wegen des Phänomens der oberflächlichen Goldanreicherung nicht auf eine Legierungszusammensetzung geschlossen werden. Der 1963 angekaufte Fundkomplex aus lydischen Metallarbeiten und ostionischen Salbgefäßen aus Ton dürfte einen Grabfund des frühen 6. Jahrhunderts v. Chr. darstellen, dessen Herkunft aus Ephesos jedoch nicht zu sichern ist.
The structure and composition of ancient gold objects retain information about their long history of manufacture, from the exploitation of the ore to the finishing touches, as well as evidence of their use, deposition, and degradation. By developing an efficient analytical strategy, it is possible to retrieve that information. This chapter sets the necessary foundation 131to explore fully the analytical results presented in the following chapters of this volume. The techniques employed in the analyses of the Egyptian jewellery are described and the analytical parameters provided. For more established techniques, only brief introductions are presented, while more recent developments are presented in greater detail.