**Методы идентификации шерсти и кашемира**

**1. Метод оптической микроскопии**

Идентификация кашемира и других сходных с ним волокон с помощью оптического микроскопа в основном достигается путем наблюдения и оценки внешних характеристик волокон. Это включает изучение формы и регулярности чешуек волокон, гладкости поверхности чешуек, плотности чешуек, равномерности осевой толщины волокна и его блеска. Однако этот метод менее эффективен для идентификации окрашенных или обработанных волокон, особенно при различении кашемира и модифицированной тонкой шерсти. После окрашивания морфологический облик кашемировых волокон меняется; поглощение красителя может образовывать пленочное покрытие на поверхности волокна, что может привести к ошибочным суждениям.

Ниже приведены некоторые характерные различия, наблюдаемые под микроскопом между кашемировыми и шерстяными волокнами:

(1) Чешуйки кашемира тоньше, чем чешуйки шерсти. Под микроскопом светопропускание лучше и более равномерное, яркость волокна ровная, без затемнений или выступов. Шерстяные волокна, однако, имеют более толстые чешуйки, неравномерное светопропускание, и стержень волокна часто показывает тени и выступы.

(2) Чешуйки кашемира плотно прилегают к стержню волокна, с очень маленькими углами подъема, выглядя гладкими и плоскими. Чешуйки шерсти, будучи более толстыми, имеют большие углы подъема, больше поверхностных выступов и лишены гладкости.

(3) Чешуйки кашемира длиннее, с большими интервалами между ними, что приводит к меньшей плотности расположения по сравнению с шерстью.

(4) Стержни кашемировых волокон однородны и редко скручены. Стержни шерстяных волокон часто неровные и имеют больше скручиваний.

Несмотря на эти характерные различия, иногда они могут быть очень незначительными. Даже опытным инспекторам может быть трудно точно их идентифицировать, что подчеркивает ограниченность оптической микроскопии. Этот метод также имеет относительно большую погрешность, особенно для модифицированной тонкой шерсти и шерсти 80-го качества, чья чешуйчатая структура может быть очень похожа на кашемир, что делает идентификацию сложной.

С другой стороны, этот метод предъявляет высокие требования к инспекторам. Идентификация в значительной степени зависит от визуального суждения инспектора, внося существенную субъективность и приводя к значительной вариабельности результатов. Поэтому инспекторы должны обладать высоким уровнем квалификации, и один и тот же образец часто необходимо проверять несколько раз разными людьми для обеспечения точности.

**2. Метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и компьютерного распознавания изображений**

Этот тест основан на различиях в толщине поверхностных чешуек волокон. Если толщина чешуйки волокна превышает 0,155 мкм, его следует идентифицировать как шерсть, в то время как толщина чешуйки специальных волокон животного происхождения, включая кашемир, должна быть менее 0,155 мкм. Однако, как упоминалось ранее, слой чешуек на окрашенных волокнах неизбежно утолщается из-за покрытия красителем, что влияет на точность идентификации. Кроме того, волокна, подвергнутые механической, физической или химической обработке, могут иметь поврежденные поверхностные чешуйки в разной степени, вызывая изменения толщины и также влияя на конечный результат идентификации.

При использовании этого метода необходимо выбрать несколько параметров, которые могут описывать характеристики поверхностных чешуек волокна с разных сторон, и выполнить расчеты. Эти параметры включают высоту, длину, толщину чешуек и отношение длины чешуйки к высоте. Путем расчета этих параметров и использования результатов для сравнительной идентификации можно исключить субъективные человеческие факторы, что приводит к меньшим ошибкам и достижению более объективных и точных результатов.

**3. Метод раствора и метод крашения**

Метод раствора различает тонкую шерсть и кашемировые волокна на основе их различного состояния завитка и растяжения в одном и том же идентификационном растворе. Слой чешуек кашемира тоньше, чем у тонкой шерсти, что позволяет раствору легче проникать в корковый слой. В сочетании с меньшим диаметром волокна раствор может проникать во все волокно. Поэтому после обработки одним и тем же идентификационным раствором изменения завитка в двух типах волокон различаются, что приводит к различию в растяжении, наблюдаемому под оптическим микроскопом.

Используя различное действие щелочи на кашемир и шерсть, был проведен количественный анализ содержания кашемира/шерсти. Экспериментальные результаты показывают, что при обработке в 0,75% -ном растворе щелочи при 65°C в течение 30 минут разница в растворимости в щелочи между кашемиром и шерстью является наибольшей, составляя 33,3% и 16,65% соответственно. Это условие может быть использовано для количественного анализа содержания кашемира/шерсти, а также для проверки чистоты кашемира.

Метод крашения использует различные свойства крашения шерсти и кашемировых волокон. Как шерсть, так и кашемир обладают хорошими свойствами крашения, но кашемировые волокна демонстрируют более высокую степень поглощения красителя, чем шерстяные волокна. Основываясь на этом различии, тонкую шерсть и кашемир можно различить, используя один и тот же краситель и рецептуру.

**4. Технология спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК)**

БИК-спектроскопия — это косвенный аналитический метод. Сначала он требует получения основных данных о целевых компонентах или свойствах из выбранного набора калибровочных образцов с использованием обычных аналитических методов. Затем используются хемометрические методы для создания калибровочной модели, что в конечном итоге позволяет проводить качественный или количественный анализ неизвестных образцов. Кашемир и шерсть имеют почти идентичную химическую структуру, поэтому их исходные спектры выглядят очень похожими.

Функция стандартного нормального преобразования (SNV), предоставляемая программным обеспечением Vision, используется для устранения неоднородности образца. БИК-технология позволяет идентифицировать кашемир и шерсть без разрушения образца. Операция проста, не требует предварительной обработки образца, а время тестирования короткое. Однако точность идентификации сильно зависит от репрезентативности базы данных, используемой для построения модели. Для широкого использования необходимо постепенно накапливать образцы и создавать достаточно полную базу данных и модель.

**5. Метод биочипа**

С быстрым развитием биотехнологий межвидовое скрещивание коз и овец, а также использование генетических комбинаций для изменения их геномов привело к появлению различных новых кашемировых и шерстяных волокон.

Компании Affymetrix и Аргоннская национальная лаборатория в США разработали биочип, содержащий органические вещества. Поскольку разные органические вещества чувствительны к разным материалам, регистрация реакций этих веществ и преобразование их в определенные сигналы позволяет проводить идентификацию. Поскольку кашемир и шерсть имеют разные структурные характеристики в своих сегментах ДНК, свойства ДНК потенциально могут быть использованы для идентификации. Однако высокая стоимость этой технологии затрудняет ее популяризацию.

**6. Идентификация на основе байесовского метода**

Основываясь на различиях в форме чешуек и структурных характеристиках между тонкой шерстью и кашемиром, существует метод интеллектуальной идентификации этих двух типов волокон. Изображения в градациях серого двух типов волокон захватываются с помощью системы ПЗС. Методы обработки изображений используются для преобразования полутоновых изображений в бинарные изображения с шириной в один пиксель. Из бинарных изображений извлекаются четыре сравнительных показателя, описывающих характеристики формы чешуек двух типов волокон: тонина, высота (или плотность) чешуек, периметр границы чешуйки и отображаемая площадь чешуйки. Модель байесовской классификации для различения тонкой шерсти и кашемировых волокон создается на основе статистических гипотез, полученных из этих четырех сравнительных показателей, с использованием базы данных образцов. Результаты моделирования показывают, что эта модель обладает хорошей способностью к идентификации волокон, достигая точности 83% для кашемировых волокон и 90% для тонкой шерсти. Точность идентификации модели имеет потенциал для дальнейшего улучшения по мере добавления большего количества параметров.

**7. Метод анализа внутренней кристалличности волокон**

Рентгеновская дифракция под широким углом (WAXD) и дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) были использованы для изучения кристаллической структуры кашемировых и шерстяных волокон. Сравнительный анализ интенсивности дифракционных пиков и энтальпии плавления для кашемировых и шерстяных волокон приводит к выводу, что кристалличность и α-кристалличность кашемировых волокон выше, чем у шерстяных волокон, что указывает на более высокую степень упорядоченности макромолекул. Кристалличность и α-кристалличность шерстяных волокон составляют 81,2% и 75,8% от соответствующих показателей кашемировых волокон. Эксперименты подтвердили, что идентификация кашемировых и шерстяных волокон путем измерения их кристалличности осуществима.

**8. Идентификация кашемира темных цветов**

После окрашивания кашемировых волокон в темные тона их исходная чешуйчатая структура полностью скрывается. Инспекторам трудно различить структуру чешуек волокна под стандартным проекционным микроскопом, что может легко привести к ошибочным суждениям. В настоящее время существуют два основных метода идентификации окрашенных кашемировых тканей или волокон: идентификация после обесцвечивания или непосредственное наблюдение с использованием объектива черно-белого микроскопа.

Существующие методы обесцвечивания кашемира в основном включают обесцвечивание с помощью перегала и обесцвечивание с помощью гидросульфита натрия.

**9. Идентификация стретч-шерсти и кашемира**

Идентификация стретч-шерсти и кашемира включает как качественные, так и количественные методы.

Качественная идентификация в основном включает изучение длины волокна, тонины, прочности и удлинения, эластичности, извитости, химической растворимости, свойств крашения, свойств окрашивания и структуры чешуек. Как правило, стретч-шерсть значительно длиннее кашемира. Средняя вариация тонины стретч-шерсти больше, чем у кашемира, но ее показатель восстановления упругости, разрывная нагрузка, разрывное удлинение и работа разрыва уступают кашемировым волокнам той же тонины, а также ее скорость поглощения красителя ниже.

Количественная идентификация включает различение кашемира и стретч-шерсти с помощью обычного микроскопического наблюдения за характеристиками края чешуек волокон, толщиной чешуек, плотностью чешуек и формой чешуек. Однако из-за схожих характеристик кашемира и стретч-шерсти их трудно правильно идентифицировать, используя только один метод. Иногда качественные методы идентификации комбинируются, и такие значения, как коэффициент впечатления от волокна и коэффициент вариации тонины, используются для коррекции результатов измерений.

**10. Определение соотношения смеси кашемир/шерсть**

Методы идентификации кашемира, упомянутые выше, также применимы для определения соотношения смеси кашемира и шерсти.

Стоит упомянуть применение компьютерных технологий в определении соотношения смеси кашемир/шерсть.

Это в первую очередь включает методы обнаружения с помощью компьютерного крашения:

(1) Провести эксперименты по поглощению света, чтобы найти подходящие красители и технологические условия, которые максимизируют разницу в цвете между кашемировыми и шерстяными волокнами после крашения, облегчая идентификацию под стандартным микроскопом.

(2) Использовать стандартный микроскоп для наблюдения за характеристиками крашения кашемира и шерсти, обработанных в определенных условиях крашения, и измерить их характерные параметры (такие как тон и чистота), чтобы получить точные значения. Для повышения точности обнаружения тонина волокон может быть добавлена в качестве справочного показателя.

(3) Проанализировать вышеуказанные характерные величины, используя теорию серого, чтобы определить диапазоны значений для каждой характерной величины кашемировых и шерстяных волокон, и создать соответствующую цифровую модель обнаружения.

(4) Разработать компьютерное автоматизированное программное обеспечение для обнаружения на основе созданной цифровой модели обнаружения.

В настоящее время микроскопия остается наиболее распространенным и практичным методом идентификации кашемира. Однако такие факторы, как вариация видов коз, гибридизация и крашение кашемира, предъявляют все более высокие требования к разрешению микроскопов, используемых для идентификации. Более того, идентификация только с помощью микроскопа требует много времени и труда. Поэтому комбинация микроскопии с другими вспомогательными методами обычно считается лучшим подходом.