赵丽娟在实验室展示“面膜”保护。受访者供图
赵丽娟(左二)指导团队成员进行实验。四川日报全媒体记者肖雨杨摄
给刚出土的象牙敷上“面膜”。受访者供图
守望三星堆
●“保湿面膜”根据出土象牙的形状量身定做
●这项技术在全国文物出土保护领域应用尚属首次
●除了出土文物的保湿,水凝胶保湿技术还可用在医学等领域
随着三星堆新一轮6个祭祀坑考古发掘工作的进行,三星堆文化再次吸引了全世界的目光。3月21日,三星堆遗址考古发掘现场,超过170根象牙相继出土,这让文保专家们欣喜若狂。一根长约1米的象牙,被文保专家用一张透明状的物品覆盖于其外表,这是为了模拟象牙出土之前的湿度,从而保证象牙不会因为接触了空气而导致开裂、粉化。
这项保湿技术的发明者是四川师范大学化学学院教授赵丽娟,她和团队研发的“出土文物保湿技术”,在全国文物出土保护领域应用尚属首次,这种技术应用即使在世界范围内,也鲜有报道。
1仿生技术给象牙敷“保湿面膜”
近日,记者走进四川师范大学化学学院实验室。赵丽娟教授的实验操作台上放着两个透明的塑料盒子,盖子上贴着“保湿材料”几个大字,这正是出土古象牙的“保湿面膜”。“这个保湿材料是通过亲水高分子、甘油、抑菌因子等合成的水凝胶,含水量高达70%左右。”赵丽娟将这块科技含量十足的水凝胶递给记者,透明、无味,摸起来软绵绵的。正是这块水凝胶,让中国出土文物的保湿技术引起了业界的关注。
在此次三星堆古象牙出土现场,“保湿面膜”也首次出现在了公众的视线中,“面膜”是根据出土象牙的形状量身定做,将其全方位无死角覆盖,让每一寸“肌肤”都得到充分的滋润。
为什么要给出土象牙保湿?据赵丽娟介绍,由于象牙在地里沉睡了3000年以上,土壤环境相对比较潮湿,这是南方地区出土文物普遍面临的问题。这就需要打造与象牙沉睡千年的土壤类似的干湿环境,才能最大程度地保证象牙不被风化。当然,这也是摆在文保人员面前的难题,因为在全世界范围内,还没有非常成熟的保存象牙的方法,大家都是“摸着石头过河”,而赵丽娟团队研发的保湿方式,得到了现场文保人员的认可。
成都文物考古研究院馆员蒋璐蔓专门从事象牙保护,她在接受央视直播采访中对此评价:“这一次为象牙保湿,首次借助了医学上的仿生技术,运用保湿新材料,直接贴敷在象牙的表面,实现象牙与周围环境的初步隔离,隔离层内部水分不流失,外部空气也不会直接与象牙接触,相当于给象牙贴上了一层‘保湿面膜’、穿了一件衣服。”
2模拟环境解决传统难题
为了检验当前的这种方式是否能够为出土象牙保湿,经过批准,赵丽娟将少量“象牙残渣”带回了实验室,这是一团“黑黢黢”的东西,黏糊糊的。赵丽娟说,三星堆发掘现场,有一个坑里的象牙曾经被焚烧,再加上几千年的埋藏,象牙里面的有机物质已经被焚烧,因此文保人员对象牙表面进行清理的时候,打扫出来一堆“残渣”,而今后在象牙封存之前,“残渣”又会被粘贴到象牙的表面,以最大程度还原象牙出土时候的本来面目。因此,这些都是宝贝。
赵丽娟带回实验室的“残渣”,则是用来验证水凝胶保湿材料的湿度调节,以及含水量变化的。水凝胶对出土象牙的保护力度,在很大程度上可以通过这些“残渣”体现。
赵丽娟说,水凝胶只是整个材料的核心部分,其上面还有一层仿生皮肤,下面则有一层防粘层。水凝胶是整个防水材料的“核心竞争力”,具有保湿、锁水的功效。
“水凝胶”的功效就是模拟象牙埋藏在土里的湿润环境,为象牙在出土之后到封存之前这段“应急期”保湿。而仿生皮肤,则是模仿皮肤的原理,让出土的文物保持“呼吸”;防粘层,是为了防止水凝胶直接与出土象牙表面接触,控制了水分的释放,避免水分直接进入到象牙里。
通过调控水凝胶皮肤层的材料结构,控制水凝胶中水分的释放速度,进而调节保护文物的湿度,这是技术的核心所在。赵丽娟说,就像药物缓释一样,要逐步地、有节奏地释放药效;保湿则是同样的道理,不能太快,否则水分浸入象牙中,会导致象牙受潮;水分释放也不能太慢,否则会导致干裂。从象牙出土到封存,需要几个月时间。这段时间对出土象牙的保护,直接关系到封存之后的象牙保存质量。
在此期间,文保专家会不定期地对出土象牙进行观察、研究。这时候,“水凝胶”再次彰显了其优势。由于覆盖在象牙表面的水凝胶是透明的,因此,文保人员可以在无接触的情况下观察,避免了象牙与空气接触。
而按照传统的保湿措施,就会面临一些弊端。过去,文保人员一般会在出土文物上面覆盖一层棉纸,再在上面盖一层纱布,然后再盖一层海绵,最后铺上薄膜。除了薄膜之外,其余3种材料都没有保水性,一旦薄膜锁住的少量水分被蒸发,文物很快就会缺水。如果水分过多,则会导致反渗透,渗入到文物中。另外,文保人员只能揭开不透明的覆盖膜观察象牙,象牙与空气的反复接触,不利于象牙今后的封存。
3中国力量尝试破解世界级课题
除了研究出土象牙的保湿技术之外,赵丽娟还与成都考古研究院合作,对脆弱青铜器加固保护的材料进行评估。目前,这项技术已经广泛运用在金沙遗址、成都周边等多个出土青铜器的保护领域。
据成都考古研究院的一名研究员说,中国的考古发掘是从上世纪80年代大规模开始的,由于当时的技术条件有限,所以挖掘出来的文物保护措施不够。随着国家对文物保护的重视,文物出土之后的管理、保护成为科学家们的一个新课题,但出土文物保护也是一个世界级难题。