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科学技术在文物保管中的应用

2018-02-13张晓楠

精品 2018年1期
关键词:矿化文物保护X射线

■张晓楠

晋冀鲁豫烈士陵园管理处

文物是古代文明在当代遗留的重要载体,是中华民族源远流长的文明的历史见证,是不能再生,不可替代的重要文化遗产。文物在其流传的过程中,经历了风化、日晒、水淹、腐蚀等来自于自然和人类社会的各种破坏,只有及时修复保护,才能阻止或者减缓其消亡的进程,使其成为透视历史的重要依据。

我国对于文物的保护工作,一直以来都十分重视。尘封前年的文物重现于世人面前,如何善加修复,妥善保存,如何让地域更为广泛和年代更为深远的人们能够永恒共享到这些精美文物及其中所蕴含的文明,是文物保护工作者所担负的重要历史使命,也是保证文物得以存留世间,散播文明的重要基础。在文物保护工作框架下,除了文物刚刚发现阶段的修复工作以外,更多的任务则隶属于在馆的范畴,确保文物在保管的过程中不会发生进一步的损伤。近年来,随着科技的发展,在传统的保护与修复工艺得到继承和发扬的同时,更多先进的技术参与到文物保护的工作中来,这些科技的参与,不仅仅进一步推动文物的保管工作实现了长足的进展,更加对其展示以及文化的传播发挥了重要作用。

在文物保护领域中,进入新千年之后,生物技术的应用开始呈现出显著的上升趋势。生物技术的引入,在对石质、纺织品以及纸质文物的维护方面意义重大,必须得到重视,展开有针对性的引入。对于石质文物而言,其表面裂化矿物、腐生矿物和晶体沉积成为该类别文物保护工作需要面对的重要问题,并且表面的片状剥落以及粉化、开裂等问题也不容忽视。在这一领域中,基于微生物核酸水平的鉴定方法比较常见,包括变形梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳·扩增rDNA限制性酶切片段分析法(ARDRA)以及荧光原位杂交技术(FISH)等,都能够及时检测出石质文物存在的微生物活动,及时确定其是否存在微生物腐蚀和污染。除此以外,生物技术在加固和修复石质文物方面同样有着积极作用,生物清洗以及生无矿化是主要的应用领域。其中前者是利用硫酸盐还原菌在缺氧环境下可以将大理石表面风化生成的硫酸钙转化成为方解石的原理展开,最终达到清除硫酸盐污垢以及增强石质结构表层稳定性的目标。而后者则可以进一步分为生物诱导矿化和生物控制矿化两种,其中生物诱导矿化主要是由生物的生理活动触发周围环境物理化学条件改变而发生的生物矿化作用,而生物控制矿化则是由生物生理活动引发,并且在空间、构造以及化学三个方面均受到生物的控制而完成的矿化过程。

生物对于纺织品文物的保护作用,突出表现在清洗方面。最为突出的工作方式,是利用微生物活体细胞代谢过程中所放出来的具有清洗特征的物质,对纺织物表面上的污物进行分解,最终转化成为无毒无害的水溶性物质的方法。具体的作用方式包括三种,即生物物理作用、生物化学作用以及生物酶作用,其中生物物理作用主要是生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离或质子化而发生机械性破坏,将污染物分裂成为碎片以供清理;生物化学作用则是微生物对聚合物作用并且产生其他无害的新物质;生物酶作用则是利用酶对于蛋白质等有机污垢淀粉分解催化作用,将附着在纺织物上的有机污垢除去的过程。除此以外,生物技术对于纺织品文物的保护,还表现在对丝织品的修复和加固方面。主要是将蔗糖分布在需要加固的纺织品表面,而后选择合适的微生物菌群,使其在适宜的生长环境中活动,将蔗糖分子连接成纤维丝,与原有丝织品实现搭接,发挥支撑和加固的作用,且不会影响文物外观,强度影响较弱,也不会引入有害化学物质。

生物技术在纸张文物的保护方面同样发挥着作用。主要是通过控制环境温度,以及采用灭菌物理以及化学技术来对纸张进行存放,避免微生物对于纸张的危害形成,还可以采用漂剂进行漂洗,对纸张表面的菌斑和污迹进行移除。

除了生物技术以外,近年在文物保护领域发挥突出作用的,则是与其自身一起成长的各种信息技术,包括X光照相技术、X射线荧光光谱技术、三维景深立体显微观察技术,以及扫描电镜技术等。其中X光照相技术主要是利用X射线的穿透力,对文物进行照相,从而获取到相关其材质以及形态特征的更多数据,便于发现文物内部裂纹、缺陷以及其他相关信息,并且结合其材料数据来确定更具针对性的保护。X射线荧光光谱技术则是利用X射线对被测文物进行激发,考虑到不同的元素会在激发的情况下射出各具特征的X射线,并且具有不同的荧光波长,因此此种方法可以用于确定文物中不同元素含量状况信息的获取。作为一种定性和半定量分析技术,X射线荧光光谱技术与X光照相技术一样,都能有效服务于对文物的精准判断,从而实现有针对性的保护。

三维景深立体显微观察技术主要用于获取立体视觉物像,能够用于检查文物表面不能用肉眼清晰确认或者观察的显微特征。除了具备通用立体显微镜技术特征以外,三维景深立体显微观察技术还兼具有金相显微镜特征,能够对被观察金属物品的微观组织展开分析,研究金属中合金生成、冶炼、浇铸及加工工艺等信息。除此以外,扫描电镜技术在文物保护中的作用同样不容忽视,其工作原理主要是利用电子束轰击文物样品表面,激发出次级电子、背散射电子以及 X 射线等,对这些轰击结果进行采集,可以获取到文物表面的微观形貌以及其成分等综合信息,同样是确定文物特征,清晰保护方案的必要举措。

除了上述相关文物保护的相关技术以外,信息技术同样功不可没。虽然信息技术并未能够直接参与文物的保护工作,但是文物本身要面对展览,对应的搬运等工作都可能会带来额外的损伤,而信息技术能够以数字化的形态向人们展示文物,从一定程度上减少了文物需要展出的时间,对于搬运的需求也会有所降低。因此可以说数字信息技术,在文物保护领域的作用同样不容忽视,对于文物所代表和蕴含的文化内涵的弘扬和传播更加意义重大。

现代科学技术对于文物的保护而言,一方面提供了坚实的支持材料,另一个方面则提供了全新的保护手段,能够有效防止保护处理过程中违背修复保护原则情况的出现,同时也为文物的深入研究提供了定性以及定量的依据。只有对各类技术深入学习和分析,综合文物自身特征,有的放矢地合理运用,才能获取良好效果,才能切实实现文物的保护。

参考文献

[1] 王东遥.科学技术与文物保护的结合研究[J].科技资讯,2014(5).

[2] 李响.现代科学技术背景下的文物保护思路研究[J].科技创新导报,2014(6).

[3] 刘文元.文物保护的管理制度分析[J].科技资讯,2014(6).

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