物理技術為我們提供了對美國早期貨幣史的難得一睹。班傑明·富蘭克林經常因發明雙光眼鏡和避雷針而聞名。然而，聖母大學的研究人員認為，他也應該因其創新的賺錢方式而聞名。根據《美國國家科學院院刊》最近發表的一項研究，富蘭克林在其職業生涯中使用研究人員認為高度原創的技術為美洲殖民地印製了近2,500,000 張鈔票。

聖母大學的研究人員發現了班傑明富蘭克林在殖民地印鈔票中的創新防偽技術，揭示了他使用獨特的顏料和材料來防止偽造。圖片/芭芭拉約翰斯頓/聖母大學

該研究小組由物理和天文學系副研究教授哈恰圖爾·馬努基揚（Khachatur Manukyan）領導，在過去七年里分析了近600 份殖民時期的筆記，這些筆記是赫斯堡圖書館開發的大量筆記的一部分。圖書館的善本和特藏。這些殖民時期的紙幣跨越了80 年的歷史，包括由富蘭克林印刷店和其他印刷商網路印製的紙幣，以及一系列假幣。

馬努基揚解釋說，為新興的殖民地貨幣體系印鈔票的努力對富蘭克林來說很重要，不僅作為印鈔員，而且作為政治家。

「班傑明富蘭克林認為，殖民地的財政獨立對於其政治獨立是必要的。 運往英屬美洲殖民地的大部分銀幣和金幣很快就被耗盡，用來支付從國外進口的製成品，導致殖民地沒有足夠的貨幣供應來擴大其經濟，」馬努基安說。

團隊採用了尖端的光譜和成像儀器，比以往任何時候都更仔細地觀察使本傑明·富蘭克林的鈔票與眾不同且難以複製的墨水、紙張和纖維。圖片來源：Barbara Johnston / 聖母大學

然而，印製紙幣的過程中需要留心一個主要問題：假幣。當富蘭克林在1728 年開設印刷廠時，紙幣還是一個相對較新的概念。與黃金和白銀不同，紙幣缺乏內在價值，這意味著它經常面臨貶值的風險。殖民時期沒有標準化的鈔票，給造假者留下了以假亂真的機會。作為回應，富蘭克林努力嵌入一套安全功能，使他的鈔票與眾不同。

「為了保持紙幣的可靠性，富蘭克林必須領先於造假者一步，」馬努基揚說。“但是我們知道他記錄這些印刷決定和方法的賬本已經消失在歷史之中。 利用物理技術，我們已經能夠部分恢復該記錄所顯示的部分內容。”

Manukyan 和他的團隊採用了位於核科學實驗室和聖母大學四個研究核心設施中的尖端光譜和成像儀器：環境科學與技術中心、綜合成像設施、材料表徵設施和分子結構設施。這些工具使他們能夠比以往更仔細地觀察使富蘭克林的鈔票與眾不同且難以複製的墨水、紙張和纖維。

他們發現的最顯著的特徵之一是富蘭克林的顏料。馬努基揚和他的團隊確定了聖母院殖民地筆記收藏中每件物品所使用的化學元素。他們發現，假鈔的鈣和磷含量特別高，但這些元素在真鈔中只存在微量。

他們的分析顯示，儘管富蘭克林在大多數印刷中使用（並出售）“燈黑”（一種通過燃燒植物油產生的顏料），但富蘭克林印刷的貨幣使用了一種由岩石中發現的石墨製成的特殊黑色染料。這種顏料也不同於由燒焦的骨頭製成的“骨黑”，後者受到造假者和富蘭克林印刷廠網絡之外的人的青睞。

哈恰圖爾·馬努基揚。圖片來源：Barbara Johnston / 聖母大學

富蘭克林的另一項創新在於論文本身。在紙漿中加入細小纖維的發明，讓紙幣中的彩色曲線可見，這通常被認為是造紙商澤納斯·馬歇爾·克蘭(Zenas Marshall Crane) 的發明，他於1844 年引入了這種做法。但馬努基揚和他的團隊發現了證據，表明富蘭克林在紙漿中加入了彩色絲綢。他的論文要早得多。

研究小組還發現，富蘭克林網路印製的紙幣由於添加了一種他們認為是白雲母的半透明材料而具有獨特的外觀。研究小組確定富蘭克林開始在他的論文中添加白雲母，並且論文中白雲母晶體的尺寸隨著時間的推移而增加。研究小組推測，富蘭克林最初開始添加白雲母是為了使印刷的紙幣更耐用，但當事實證明它有助於威懾造假者時，他繼續添加它。

馬努基揚說，物理實驗室使用稀有和檔案資料是不尋常的，這帶來了特殊的挑戰。

「很少有科學家對研究此類材料感興趣。 在某些情況下，這些法案是獨一無二的。 必須極其小心地處理它們，並且不能損壞它們。 這些限制會讓許多物理學家放棄這樣的項目， 」他說。

但對他來說，該計畫證明了跨學科工作的價值。「我們很幸運，這個計畫的學生研究人員對物理學以及歷史和藝術保護都感興趣。核心研究設施以及善本和特藏團隊是令人難以置信的研究合作夥伴。如果沒有不同尋常的跨學科合作，我們的發現就不可能實現。”