河南省文物考古研究院研發(fā)出了智能自剝離除銹凝膠

□大河報·豫視頻記者劉瑞朝文受訪者供圖

通過化學、物理、生物等多種手段，將損毀的文物復原，無異于一次重生，而這背后蘊含的便是科技感十足的“技”。

11月6日晚間，央視考古文博類節(jié)目《重生技》講述青銅抗癌技，解密青銅器的“抗癌”療程，針對青銅器的“癌癥”（粉末狀銹蝕），河南省文物考古研究院科技保護中心通過先進手段，借力打力，保證青銅器的健康。大河報·豫視頻記者采訪到河南省文物考古研究院副院長、河南省文物科技保護中心主任陳家昌研究員，了解館藏脆弱青銅器的“抗癌大法”。

【節(jié)目】

央視考古文博類節(jié)目再上新

《重生技》多方位展示文物保護方面“黑科技”

“很多文物在與自然環(huán)境接觸的那一剎那，就損毀了”，就像人一樣，可能會有老年病。在《重生技》的先導宣傳片里，文物病害這一問題被擺出來，如何使用科技的手段，讓大家看到看不見的東西？《重生技》將用8集的篇幅，去講述化學、物理、生物等多種修復破損文物的方式方法。

陳家昌說，提起這個節(jié)目，要從去年的“5·18國際博物館日”說起。當時，由國家文物局和北京市人民政府聯(lián)合主辦的“萬年永寶——中國館藏文物保護成果展”在首都博物館開幕，展覽分為“萬年”“慧眼”“巧手”“芳華”“永寶”五章，全面展現(xiàn)館藏文物保護的中國理念和中國方案。

該展覽也被觀眾稱之為“有溫度的文物研究、了不起的文保科技、有靈魂的工藝復原”。當時，國家文物局科技司與中央電視臺紀錄片拍攝單位達成了初步意向，由科技司推薦國內(nèi)8-9個在文物保護方面成績比較突出、影響比較大的單位，每個單位出一個類別的文物保護案例，向大眾推廣、普及科技在文化遺產(chǎn)保護領域所作出的成績。

“河南省文物科技保護中心是其中的一員，推介在青銅器抑制粉末狀銹蝕問題方面的科技成果。”陳家昌說，國家文物局科技司也想通過該紀錄片，更全面地展示文物保護工作，展示十年來我國館藏文物科技保護方面取得的重大突破。

【病因】

粉末狀銹蝕是青銅器“癌癥”

為特定條件下電化學腐蝕、化學腐蝕、生物腐蝕等多方面作用所致

可能很多人還不知道，我們在博物館內(nèi)看到的青銅器，并不是它最初的模樣。在古代，青銅器在鑄造成型時，外觀是金黃色的，所以鐘鼎等青銅禮器也被古人稱作“吉金”。

但是，由于在多次使用和長期埋藏過程中青銅器的逐漸氧化，墨綠色的銅銹才在青銅器上“著床”、擴散，才逐漸成為今天大家所看到的樣子。

“當綠色的銅銹被含氯有害物質(zhì)侵蝕后，在外部潮濕環(huán)境條件下，青銅器的銹蝕就會逐漸變成粉末狀，并能夠傳染并擴散至青銅器每個角落，造成器物粉化、潰爛，這就是考古界所說的‘青銅病’。”

陳家昌說，粉末狀銹蝕危害性很大，只要一個青銅器有了，周圍的青銅器就會被傳染。更為嚴重的是，在某些極端條件下，比如酸性、潮濕環(huán)境中，粉狀銹的擴散蔓延就會由點及面地加速擴散，最終導致青銅器出現(xiàn)穿孔、大面積粉狀乃至潰散等問題。這樣一來，青銅器就保不住了，因此，業(yè)界又稱粉末狀銹蝕為青銅器的瘟疫。

他說，西方的專家學者早在十九世紀末，就注意到了這種能夠迅速發(fā)展并能蔓延到相鄰的器物上的銹蝕，其最終能導致整個器物的酥粉、毀潰。當時人們認為這種腐蝕是由于細菌或霉菌造成的，并能像人們得傳染病一樣可以迅速擴散、傳染，由此稱之為“青銅病”。

當時的化學家、生物學家針對這一問題開展了很多研究。研究分析的結(jié)果是，可能其中含有微生物，當時做了一些基本試驗，用消毒水、火燒等方式，發(fā)現(xiàn)傳染性會減弱，但病情隨后會有反復。為此，生物學家分析，肯定是有生物作用在里面。

到了20世紀初期，電化學發(fā)展起來后，電化學專家分析，粉末狀銹蝕應該是電化學腐蝕導致的，并且發(fā)現(xiàn)了氯元素在其中起著至關重要的作用。這樣一來，電化學腐蝕將生物病害的觀點壓下去了，電化學腐蝕理論逐漸取代了青銅器微生物腐蝕的觀點。

直到最近一二十年，隨著生物學的持續(xù)發(fā)展，業(yè)內(nèi)又把目光投向微生物方面，生物腐蝕被重新提起。陳家昌說，業(yè)內(nèi)認為微生物對青銅器材料的腐蝕作用被低估了。為此，從2020年起，他們開始與河南農(nóng)大生物學研究團隊進行合作研究，發(fā)現(xiàn)粉末狀銹蝕中存在相關的菌類。“針對青銅器粉末狀銹蝕，歷史上的爭論，都有一定的合理性。”他說，最新的研究結(jié)果表明，這樣的青銅病，是在特定條件下生物學作用、電化學作用、化學作用導致的青銅銹蝕粉末化，尤其是在潮濕的酸性環(huán)境中發(fā)展得更快。

【療法】

運用金屬配合物材料

提高青銅器免疫力

如何有效治療青銅器的“癌癥”？目前河南省文物科技保護中心已經(jīng)開發(fā)出了針對粉狀銹的有效修復方法。

要治療粉狀銹，就要提高青銅器的免疫力，引入保護性材料。他說，他們開發(fā)出了新的保護材料，能夠和青銅器產(chǎn)生很好的結(jié)合，不僅讓粉狀銹強度得到提高，而且穩(wěn)定性也要相應提高。

“粉狀銹中很關鍵的一個元素是氯，我們首先要做的就是把氯元素給穩(wěn)定住。”他說，同時將粉末狀銹蝕塊狀化進而提高其物理強度。那么，在文物操作層面，選擇的保護材料和粉狀銹能否有效結(jié)合，能否有效滲透到粉狀銹中去，和氯元素發(fā)生結(jié)合反應，使得氯元素不再成為粉狀銹的誘因，他們就關注到了金屬配合物這一類的材料。

陳家昌說，這類材料有很好的性能，滲透性好，與氯元素有很好的結(jié)合能力，結(jié)合后的生成物與青銅器也有很好的匹配性能。除了在青銅器上取得了研究、應用上的成功外，他們還成功拓展了金屬配合物材料的應用面。最近這種材料在三星堆出土的飽水糟朽象牙保護方面也取得了成功。

【研發(fā)】

青銅器保護再有開創(chuàng)性突破

文物修復保護需要科技的支撐

陳家昌說，不能簡單地認為傳統(tǒng)技藝能修復文物存在的所有問題。科技是第一生產(chǎn)力，今后考古事業(yè)的發(fā)展，不能忽視科技平臺的建設、科技手段的應用及保護新材料的研發(fā)。在這方面，河南省文物科技保護是走在全國前列的。

河南省文物考古研究院在干縮變形木質(zhì)文物潤脹復原關鍵技術研究方面，目前也處于國內(nèi)領先的地位。該技術成功應用在了阿育王塔上面，目前修復后的阿育王塔成為南京市博物館的鎮(zhèn)館之寶。

陳家昌說，最近他們還取得了一個開創(chuàng)性的突破，在河南省文物考古研究院牽頭承擔的國家重點研發(fā)計劃項目“館藏青銅器關鍵保護技術研究”中，該團隊和鄭州大學材料學院合作，針對脆弱青銅器頑固銹的去除問題，研發(fā)出了智能自剝離除銹凝膠。

青銅器除了上面提到的粉末狀銹蝕外，還有一種比較結(jié)實的銹。這種銹掩蓋了大量歷史信息，需要被清除掉。以前傳統(tǒng)的手法是拿鑿子、刀子進行物理性的清除，或者將銹蝕泡軟了，再進行處理。除銹凝膠，則是在青銅器銹蝕表面抹一層凝膠，像是給青銅器貼了一層創(chuàng)可貼。這是一種自剝離凝膠，過了一段時間，用熱吹風一吹，或者紫外線一照，就會脫落下來。

這也就意味著，河南在青銅器銹蝕處理方面又邁出了一大步，這項新技術的應用將為我國脆弱青銅器頑固銹的去除帶來革命性的變化。

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