近年来,从本体保护到综合保护,从环境监测到灾害预警,从数字化技术到新材料应用,科技的力量正在深刻融入文化遗产保护的各个环节,为系统性、科学性、可持续性保护提供了强大支撑。
日前,由中国文物保护技术协会、敦煌研究院主办的中国文物保护技术协会第十二次学术年会在甘肃敦煌举办,与会专家学者聚焦“科技支撑文化遗产系统性保护”主题,展开广泛交流研讨,深入探讨科技创新在文化遗产保护领域的核心支撑与引领作用。
新技术解决普遍病害问题
我国墓葬壁画遗存丰富,由于缺乏针对墓葬壁画酥碱、起甲、脱落和微生物等病害的原位治理技术,一些墓葬壁画被迫揭取搬迁或回填,减损了墓葬壁画的文化价值和历史信息。
针对墓葬壁画原位保护中的技术需求,敦煌研究院以不同类型墓葬壁画为对象,研发出智能移动式辐照灭菌装置及空气灭菌装置,形成了自适应智能化墓葬壁画原位保护环境调控技术和实施方案,并在打虎亭汉墓、南唐二陵两处墓葬完成相关技术应用示范。
“这项研究取得了创新性成果,解决了墓葬壁画原位保护中面临的关键科学问题。”敦煌研究院院长苏伯民认为,研究形成的关键技术、装备和材料等成果,为我国墓葬壁画保护整体水平的提升提供了重要的研究支撑和方法借鉴。
研究表明,环境因素波动引起的石窟寺本体水热及盐分的内外运移,导致的石窟寺表层材料热湿应力应变、盐类结晶膨胀、微生物繁殖等是造成石窟寺文物本体劣化的根本原因。
东南大学教授李永辉带领团队以莫高窟98窟和麦积山千佛廊为例,开发了以环境监测数据为边界条件的石窟寺本体温度、含水量、蒸发量、结露量等热湿特征的计算模型,实现自然环境影响下两处石窟本体水热场域的动态预测,为定量评估石窟寺环境风险和预防性保护提供了新方法。
我国西北地区风沙活动频繁,不利于土遗址保护。位于“世界风库”瓜州的锁阳城遗址,最大风速可达24m/s, 面临严重积沙和侵蚀问题。
为探明锁阳城遗址风沙堆积与侵蚀作用,兰州大学教授谌文武利用无人机辅助建模技术构建了遗址的三维模型,并采用计算流体动力学及CFD-DEM耦合方法模拟风沙的运动、堆积与侵蚀过程,为遗址风沙防治提供了科学依据。
电子束辐照灭菌作为一种非侵入性保护技术,提供了一种新的方法来减少馆藏纺织品文物的霉菌,但目前对于其损伤机理研究亟需加强。
针对纺织品密度低、材料薄的特性,中国科学院高能物理研究所副研究员李丽以电子束辐照灭菌为基础,模拟计算建立电子束能量与不同种类纺织品中穿透深度的关系,使用多种技术综合分析辐照前后纺织品中蛋白质或纤维素的结构改变,为馆藏纺织品文物微生物造成的变色、脆化、霉变等问题的解决及其保护提供了理论依据和实践指导。
新思路指导文物保护修复
文物保护与修复作为交叉学科领域,不仅面临着理念与方法的碰撞,同时也面临着价值判断的多重取向。
“基于多学科研究视野,扭转‘实践先导’的文物干预模式,应成为文物保护与修复领域的重要议题。”复旦大学教授杜晓帆认为,要将价值挖掘与过程性思辨引入文物保护修复的整个过程,主张从多重价值出发,分别思考文物保护修复的可能途径,从而达到过程和结果并重的目标。
聚焦文物保护修复科学技术的学科建设问题,中国社会科学院考古研究所研究员梁宏刚从学科构成背景出发,探讨了学科特点与知识结构,进而对如何进行学科建设提出看法。同时,分析和总结了关于文物保护修复科学技术的理论支撑、文物保护科学技术应用研究的现状和挑战。
近年来,我国文物数字化加速发展,数字资源辅助文物保护的新模式不断涌现,文物数字化标准体系的建设提升了文物数字化业务的科学性、系统性和可操作性。
在综合分析文物保护业务工作与数字化新技术的关联后,故宫博物院馆员黄婧将文物数字化标准体系架构划分为通用、数据、信息、知识、智能、应用六部分,明确文物数字化标准体系的内涵和边界,并提出重点领域标准化方向。
建筑遗产作为历史与文化的载体,其修复工作不仅需维护其物质形态,更要传承其文化内涵,可识别性原则是建筑遗产修复中的核心理念。
从理论探讨与案例分析两方面入手,天津大学博士研究生秦晓晨通过分析西方罗马斗兽场的修复实践及中国青岛里院式建筑遗产的保护与修复,探讨两种文化背景下对可识别性原则的不同解读与操作手法,认为两者均认同可识别性原则在保护历史真实性与促进可持续发展方面具有重要性,为建筑遗产修复领域提供了跨文化视角。
故宫博物院副研究馆员程丽婷梳理了我国木结构古建筑文化遗产保护标准化的最新进展,重点分析了政策法规、技术标准、保护理论与实践、科技融合以及社会参与等内容,提出要继续完善相关法律法规,支持关键技术的研究与开发,建立健全长效保护机制等建议和思路。
新材料提升文物修复效果
一般来说,对于表层高度风化的石刻文物,需要及时采取有效保护措施,否则它们的文物价值将快速消失,研发合适的保护材料迫在眉睫。
在对浙江杭州西泠印社“印泉”摩崖题刻进行抢救性修缮中,浙江大学文物保护材料实验室开发出一种新型的渗透性镁基无机黏结材料。“该材料的湿膨胀系数和吸水率与未风化岩石接近,不容易受到干湿膨胀应力的破坏。”浙江大学教授张秉坚介绍,杭州西泠印社“印泉”摩崖题刻以及湖心亭牌坊、婆留井等石质文物的修复效果,表明无机材料修复无机质文物具有独特的兼容优势。
通过研究对比氢氧化钡保护材料在甲醇及水溶剂中的动力学稳定性,西北大学教授杨富巍认为氢氧化钡在其水溶液中反应活性高,在其醇溶液中则反应活性低,阐明了两种溶液在石膏和大理石中渗透性差异的根本原因,对于受硫酸盐侵害文物,钡保护材料的选择、使用和加固工艺的改进具有重要参考价值。
大同市博物馆馆员刘轩成以山西曲沃晋侯墓地一号车马坑遗址土体开裂病害为研究对象,对其裂隙的类型、规模和成因进行总结,并优化非水分散材料的制作工艺,筛选新的分散剂,最终确定适用于晋侯墓地一号车马坑遗址的灌浆材料和工艺。
基于对我国砖、石等文物修复效果的初步评估,同济大学教授戴仕炳说,要想达到保护文物的目标,使用的新旧材料必须兼容。兼容可以从新旧材料匹配度角度进行定性(经验)-定量(实验科学)评估,匹配度除要考虑美学外,还可选择力学、物理学、化学和病理学中1至2个参数来量化,如新(修复)材料强度应低于已经劣化的旧材料,新材料的吸水性能接近劣化的旧材料等。
考古经常出土大量精美的彩绘漆器,但是从潮湿环境出土后受到温湿度变化会加剧其变形,产生收缩、卷曲、起翘和脱落等病害。
南京博物院测试了鱼鳔胶或鹿角胶中添加不同含量生漆后在正常状态以及干热老化后的红外光谱特征,研究馆员杨隽永等认为添加生漆的鹿角胶作为漆膜回贴材料具有分子结构稳定、粘结性能优良和色差变化小的特点,为脆弱漆器的修复与保护提供了重要参考。