文物保护材料、文物病害机理、文物预防性保护、文物分析检测、文物保护标准化等,近期有哪些最新研究成果?3月30日至31日,由国家文物局指导,故宫博物院、中国文物保护技术协会、中国紫禁城学会、乐山市政府、四川省文物局联合主办的“第二届文化遗产保护青年学者论坛”在乐山召开。来自全国多家高校、文博单位、科研机构的青年学者代表和文化遗产保护领域的前辈专家与杰出学者百余人参加论坛。论坛为新时代文博工作者在实践中提升科研与应用能力,发扬老一辈文物保护工作者实事求是的工作作风与科学精神,保持开放协作的心态,夯实学科基础知识,拓展跨学科思维,搭建了良好的交流互动平台。
注重预防性保护 强化加固修复
中医讲“未病先防,既病防变”,这与文物要注重预防性保护和修缮关键在加固修复等理念颇有契合。故宫博物院馆员张琼对故宫养心殿后檐窗罩明瓦材料病害机理及缓蚀方法进行了专题研究。据她介绍,养心殿用明瓦装饰窗罩应是始于清乾隆朝,且为紫禁城中孤例,尚有1500余片,具有较高的历史和艺术价值,但因长年暴露于室外,整体保存不佳,明瓦已确认原材料为海月壳。为更好地保留明瓦窗罩独特的历史及艺术价值,延长原有或新替换明瓦片的使用寿命,就需要针对各劣化因素采取必要的预防性保护措施,而在明瓦片表面施加缓蚀层,即是方法之一。她从溶剂筛选、表面改性预处理方法、磷酸盐浓度调控、处理时长等多个方面进行试验,最终成功得到连续、无裂缝、与贝壳本体结合紧密且不对文物外观造成肉眼可辨识影响的处理方案。
西北工业大学副教授曹颐戬和厦门大学副教授朱展云,则分别从意大利威尼斯17世纪教堂正立面修缮和中国古代壁画修复问题入手作了相关研究。曹颐戬关注到加固材料及工艺筛选、综合性能评价等石质文物保护共性关键问题,系统评测了9种加固方法,表明NG+TEOS方法的综合性能最优,渗透性强、加固强度及环境耐候性好,同时保护了石材的透气性、外观特征且不影响其他修复措施。朱展云分享了胶原蛋白类壁画胶黏剂提取和脱盐两个关键前处理技术开展研究的成果,他研究确定了透析为最佳的脱盐方法,实现了壁画胶黏剂前处理技术优化升级,有望显著提升微量样品精确鉴定成功率,为古代壁画的工艺研究与保护修复提供科学依据。
建立量化指标 科学运用材料
纸质文物美丽却脆弱。据了解,中国馆藏纸质文物超过了350余万件,种类繁多、数量庞大,年损坏率高达1.3%。南京博物院副研究馆员张诺在主旨发言中提出,宣纸中的胶矾水熟化是引起纸质文物酸化、导致纸质文物损坏的原因之一。目前,国内尚未建立合适的、实际可用的纸质文物劣化模型,可以作为纸质文物保护工作的科学参考依据也不充足,亟需围绕环境因素对纸质文物作用机制、劣化程度微观表现方法和量化指标体系等方面开展深入系统研究。为此,张诺基于理化、光谱、质谱等分析手段对不同劣化程度的纸张性能进行测试,从馆藏纸质文物劣化程度表征参数、模拟老化样品劣化程度表征指标、影响纸质文物劣化程度的环境因素等方面入手,已获得了更科学的量化参考依据。
上海博物馆助理馆员王南丁谈到了抗菌材料纳米氧化锌在书画装裱黏合剂中的应用。在中国传统技术中早已开始探索防霉功效,比如添加植物来源的材料,如花椒、乳香树脂、丁香等。然而,天然植物材料的特点是成分复杂,因此难以精准控制、无法定量使用,并且获得所需的抗菌效果有限或是随着时间的推移逐渐失效。最常使用的明矾有一个最为明显的缺点,就是在吸收空气中的水分后明矾会水解产生硫酸,导致持续破坏纸张结构使其变黄发脆,给作品带来潜在危害。经研究对比,王南丁认为纳米氧化锌具有更强的杀菌性能,并且尚未发现不利影响,他还表示,为了遵循最小化干预原则,该材料的最小值添加量有待进一步研究与探索。
构建精准评估模型 微观破解难题
针对木质文物保存状态无损精准评估的世界性难题,中国林业科学研究院木材工业研究所副研究员郭娟分享了首次创新采用的实时直接分析-傅里叶变换离子回旋共振质谱结合化学计量偏最小二乘回归分析法,高效筛选出木质素结构基元等27个考古木材关键化合物,明晰了时空维度下考古木材劣化机制,突破构建了考古木材全含水率范围保存状态无损精准评估模型,解决了现有方法存在的水分干扰、有损分析、多位点检测低效的问题,为木质文物的化学信息提取与保存状况评估提供了新的思路。通过开展木质文物对象特性与检测降损对策研究,建立了考古木材的材性信息与木质文物的保存状态映射关系,筛选出9个考古木材结构特征与物理力学性能关键指标,创建了木质文物的保存状态无损评估模型,实现了考古木材的材性的完整、准确、全面的提取,显著提高了木质文物现场探查和保护应用水平。
由表及里,以小见大。从微观角度破解文物保护难题也有一定进展。清华大学博士研究生李大卫对斗栱设计与现状尺度关系进行了专题研究,香港大学博士后丁兴华则潜心于石栖微生物组的独特氮循环与吴哥石质建筑文物盐害之间的关系。李大卫从结构、匠作两方面入手,以应县木塔二层柱头斗栱为例,确定二层斗栱形变现状与其受力模式的关系,据此推测其原始尺度,同时分析构件中力学的薄弱环节。他着力于精细测绘、力学分析,解释了斗栱残损的病害机理,判断出斗栱构件的薄弱环节,同时反哺斗栱的尺度研究,提出更可靠的原始尺度假说,对其匠作设计方法作出推断。石栖微生物组是吴哥石质古建筑上比较独特的栖生微生物群落系统,它对于建筑结构庞大且复杂精巧的吴哥石质文物的长久保存极为不利。丁兴华进一步阐明了吴哥石质古建筑上侵蚀性硝酸根离子的生物学来源及其富集累积的成因,为同类型文化遗产盐害的科学认知及可持续保护管理提供重要依据。
运用科技考古力量 创新理论理念
发现“消失”的遗存,寻找存在的“证据”,有赖于科技考古的力量。天津大学博士研究生张梦迪,以位于河北省和山西省的烽火台为例,阐释了如何引入深度学习,建立基于U2历史航片的烽火台自动检测方法,降低人工漏检率,提升分析效率。她介绍,该方法可在U2航片中发现已经消失的烽火台,进一步补全推测的烽传路线;还可以消除现代城镇基础设施建设的影响,推测烽火台原始的营建意图,拓展至城池、关口等建筑遗产,并可联合锁眼卫星历史图像、实测数据,实现多时相的建筑遗产考古分析等。从坚固的烽火台再看柔软的丝绸。四川省文物考古研究院馆员郭建波作了三星堆遗址祭祀坑出土丝绸的微观形貌与分子结构特征分析。他首先以1、2号祭祀坑出土青铜器为研究对象,通过对四川省文物考古研究院和三星堆博物馆所藏的500多件具有明确器型的青铜器和青铜残件进行表面显微观察和分析研究,在青铜眼泡、蛇形器、青铜尊口沿、扇贝形器等13类器型、50多件器物上都发现了不同类型、不同保存状况的纺织品残留物。依照之前方法,他随后对3-8号坑青铜器表面进行了显微观察,结果表明,在青铜大面具、人头像等32处发现丝绸遗迹,富含纨、缟、缣、绮、纱等丝绸品种,还有斜编结构织物和织染信息。通过研究,证实了三星堆文化时期丝绸的存在,也探明了丝绸的发现位置,呈现丝绸残留面积大、点位多、种类丰富的特点。填补了古蜀时期蜀地纺织史研究的实物空白。根据赋存状况,推测丝绸与青铜器、金器、象牙等器物一样,共同构建了三星堆祭祀文化体系。
除了新技术、新方法,论坛上还有“新气息、新理念”。故宫博物院副研究馆员李恩重特别谈到了文化遗产国际标准化发展现状及对我国的启示。文化遗产是历史留给人类的财富,文化遗产标准化在推进文物保护利用和文化遗产保护传承中发挥着基础性、引领性作用。文化遗产作为联合国2030可持续发展目标的重要组成部分,越来越受到国际标准化相关组织和世界各国的重视,国际标准化组织(ISO)目前已发布文化遗产保护领域标准化文件近100项。他认为,我国文化遗产标准化工作应从加强文化遗产保护标准化领域的国际合作、积极参与ISO文化遗产标准化制修订、推动先进适用国际文化遗产保护标准化文件的采用、加快我国文化遗产国际标准化人才队伍建设等方面提高我国文化遗产保护标准化的国际影响力。