[摘要]文物承載著社會(huì)發(fā)展變遷的重要信息，是社會(huì)的寶貴財(cái)富。隨著歲月的流逝，由于這些文物受自身材料與環(huán)境因素的影響而發(fā)生不同程度的病害現(xiàn)象，甚至自毀，采用相應(yīng)的材料對(duì)其進(jìn)行修復(fù)保護(hù)可以有效延緩其病害的發(fā)生并可以有效恢復(fù)其受損信息。本文論述了近年來材料化學(xué)在文物彩繪、土遺址、古舊字畫、檔案圖書、影像資料等文物保護(hù)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]文物保護(hù)；材料化學(xué)；彩繪文物；土遺址

[中圖分類號(hào)]G264 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1005-3115（2012）24-0103-03

我國(guó)文化遺產(chǎn)蘊(yùn)涵著中華民族特有的精神價(jià)值、思維方式和想象力，體現(xiàn)著中華民族的生命力和創(chuàng)造力，是各民族智慧的結(jié)晶，也是全人類文明的瑰寶。保護(hù)文化遺產(chǎn)，繼承民族文化，是聯(lián)結(jié)民族情感的紐帶、增進(jìn)民族團(tuán)結(jié)和維護(hù)國(guó)家統(tǒng)一以及社會(huì)穩(wěn)定的文化基礎(chǔ)，也是維護(hù)世界文化多樣性和創(chuàng)造性、促進(jìn)人類共同發(fā)展的前提。加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)，是建設(shè)社會(huì)主義先進(jìn)文化、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的必然要求。

我國(guó)文化遺產(chǎn)保護(hù)面臨多種類型的嚴(yán)重病害，甚者面臨消亡。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，材料化學(xué)在修復(fù)古代壁畫、文物彩繪、土遺址、古舊字畫、檔案圖書、電影膠片等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。2012年暑期，陜西師范大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院申報(bào)了學(xué)校暑期社會(huì)實(shí)踐重點(diǎn)項(xiàng)目，組織材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生先后到西安半坡博物館、陜西乾陵博物館、昭陵博物館等文物保護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，了解材料化學(xué)在現(xiàn)今文物保護(hù)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀。

一、材料化學(xué)在文物保護(hù)中的應(yīng)用

（一）材料化學(xué)在彩繪文物保護(hù)中的應(yīng)用

彩繪文物的顏料、膠料的混合物在經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間后會(huì)風(fēng)化褪色，形成一個(gè)空隙、粒子界面，并會(huì)對(duì)入射光產(chǎn)生慢散射，導(dǎo)致文物彩繪顏色淡化或消失。①李玉虎等人從光學(xué)特性微觀狀態(tài)上研究分析發(fā)現(xiàn)風(fēng)化褪色的原因后，研制了由非揮發(fā)性液態(tài)抗氧、抗風(fēng)化穩(wěn)定劑和耐侯、抗腐蝕的有機(jī)氟材料、聚甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯的共聚物的混合物形成抗腐蝕的固態(tài)穩(wěn)定物的顯現(xiàn)加固劑，這種加固濟(jì)能滲入顏料、膠料層，以固態(tài)填充，消除其散射界面，使嚴(yán)重風(fēng)化褪色的彩繪顯現(xiàn)原貌，并加固顏料、膠料層，防止其繼續(xù)褪色。

對(duì)于可溶鹽導(dǎo)致的酥粉現(xiàn)象 ，李玉虎②等人制作模擬樣品，進(jìn)行了回貼修復(fù)，并且加以加速老化與系統(tǒng)評(píng)價(jià)，篩選出了以水性氟為主的酒精溶液作為回貼修復(fù)劑，再加上精細(xì)修復(fù)工藝，分別對(duì)龜裂、起翹、脫落、酥粉彩繪層進(jìn)行回位修復(fù)與加固。

目前，文物彩繪保護(hù)涂層材料主要有天然高分子材料和人工合成高分子材料兩大類，后者在文物保護(hù)中應(yīng)用更普遍，其顏色變化小、粘接強(qiáng)度高， 能很好地起到保護(hù)彩繪文物的作用。③現(xiàn)有的人工合成高分子材料主要有水溶性合成樹脂，如聚乙烯醇、聚乙二醇等；溶劑型合成樹脂，包括丙烯酸樹脂、聚乙烯醇縮醛等；反應(yīng)型樹脂，包括有機(jī)硅材料、環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂和甲醛樹脂；樹脂乳液類，例如聚醋酸乙烯醋乳液、聚氨醋乳液、丙烯酸樹脂乳液等。④趙靜⑤等人分別采用傅立葉紅外光譜儀測(cè)量九種常用高分子涂料的分子結(jié)構(gòu)，再運(yùn)用分光光度儀測(cè)量顏料的主波長(zhǎng)、色純度和高度的變化， 粘接強(qiáng)度儀測(cè)量顏料的粘接強(qiáng)度變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PrimalAC33、B72 和有機(jī)硅的耐老化性能好，而且顏色變化小，粘接強(qiáng)度高，可以有效修復(fù)由內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致彩繪層起翹卷曲、 脫離陶體的問題，很好地起到加固和保護(hù)彩繪文物的作用。

王芳⑥等人對(duì)幾種有機(jī)聚合物涂料進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)聚氨酯對(duì)光的穩(wěn)定性差，尤其是芳香族聚氨酯易發(fā)生降解反應(yīng)，其降解后生成生色團(tuán)為醌亞胺結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生老化變色現(xiàn)象。李迎⑦將納米材料通過物理或化學(xué)的方法均勻分散到有機(jī)高分子材料中，形成復(fù)合材料的同時(shí)具有納米材料和基體材料的優(yōu)點(diǎn)，使彩繪文物保護(hù)技術(shù)更上一層樓。

嚴(yán)淑梅⑧等人選取國(guó)內(nèi)外五種化學(xué)或生物霉菌清洗劑，分別對(duì)壁畫中常見的霉菌進(jìn)行清洗，并對(duì)清洗效果做出了分析與評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，胰蛋白酶清洗劑是安全高效的壁畫表面清洗劑，能有效清洗表面留有霉斑，并配合使用其他幾種化學(xué)清洗劑可較為有效地清除多數(shù)壁畫表面霉斑頑漬，這種方法已達(dá)到國(guó)內(nèi)最高水平。

（二）材料化學(xué)在土遺址保護(hù)中的應(yīng)用

土遺址表面防風(fēng)化加固材料，尤其對(duì)高模數(shù)的硅酸鉀溶液（簡(jiǎn)稱PS）的研究已經(jīng)深人到PS 對(duì)土的作用機(jī)理研究。王旭東⑨指出，防風(fēng)化無機(jī)材料有硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋁、氫氧化鈣、氫氧化鋇等，有機(jī)高分子材料有機(jī)硅樹脂、有機(jī)聚合物材料全氟聚醚、環(huán)氧樹脂、聚氨醋樹脂、醋酸乙烯醋、丙烯酸等無機(jī)—有機(jī)復(fù)合材料如硅酸鉀—甲基三乙氧基硅烷等。陜西師范大學(xué)文保中心經(jīng)過近20年的努力，研發(fā)出一種微量吸附與沉淀雙重加固的材料與工藝，加固后的遺址土壤在通透性、滲透深度、強(qiáng)度梯度、原貌保持、鹽害治理等核心技術(shù)上獲得突破，經(jīng)西安半坡遺址、秦俑坑土隔梁、大唐西市土遺址等地歷時(shí)13年不等實(shí)效考驗(yàn)，效果穩(wěn)定。

（三）材料化學(xué)在古舊字畫、檔案圖書保護(hù)中的應(yīng)用

引起紙質(zhì)文獻(xiàn)損壞的外部因素有溫度、濕度、有害氣體、人為損壞、光照、昆蟲、酸化，還有各種自然災(zāi)害（火災(zāi)、水災(zāi)等），導(dǎo)致紙張變脆、缺失、污染。紙質(zhì)類文物所需求的加固保護(hù)材料除了要提供紙張纖維有一定強(qiáng)度以外，還必須能防止紙張的接觸破壞和非接觸破壞，從根本上斷絕各種影響因素對(duì)紙纖維破壞的途徑。因此，對(duì)保護(hù)材料具體要求是在紙質(zhì)文物質(zhì)感、厚度、色澤要求范圍內(nèi)的前提下，具有提高抗張強(qiáng)度、耐折度等機(jī)械性能；材料施用對(duì)于紙張有一定的防霉抗菌作用；對(duì)紙張上的字跡油墨不溶解、不脫色、不褪色、不泛色有一定作用。馬清林⑩等人認(rèn)為，可利用制備樹脂材料的薄膜貼合于受損紙張的兩面，將脆弱紙張與外界隔絕接觸來改善紙張性能。加膜法主要是依靠加固薄膜的機(jī)械強(qiáng)度韌性及自身耐老化性能賦予紙張強(qiáng)度老化的性能，但是同樣存在加膜后紙張?jiān)械馁|(zhì)感、外觀等會(huì)發(fā)生改變的副作用 。梁嘉放11采用樹脂材料加固法，用天然或者合成樹脂配制特定濃度的溶液，然后在紙張表面進(jìn)行涂刷，由此紙質(zhì)文物與樹脂便形成兩相體系的復(fù)合材料，樹脂在其中作為連續(xù)相存能有效增強(qiáng)文物的機(jī)械強(qiáng)度，一定程度隔絕紙張與空氣接觸，且其自身老化性能（優(yōu)良能）在一定程度上可緩解紙質(zhì)文物的降解老化。所以，相比于其他眾多方法樹脂材料加固法對(duì)紙質(zhì)文物加固保護(hù)性能較好。

張曉麗12等采用丙烯酸等單體改性氧化聚乙烯蠟、三乙醇胺及硅酸鈉進(jìn)行復(fù)配，用復(fù)配液處理紙質(zhì)文物，對(duì)復(fù)配液處理前后紙樣的外觀、pH 值、物理強(qiáng)度性能和耐酸耐堿等進(jìn)行測(cè)定及掃描電鏡分析。結(jié)果表明， 復(fù)配液處理后紙樣的外觀、質(zhì)感、光澤度及耐折度無明顯變化，經(jīng)100℃老化處理72小時(shí)前后，復(fù)配液處理后紙張的pH值都能上升到理想值7.5 ～ 9.0，老化前后的抗張強(qiáng)度較原紙的分別提高38.5%和36.4%，且紙張耐酸、耐堿能力大大提高。

邢慧萍等篩選了對(duì)紙張纖維與字跡基本無害的OP-10（烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)合物）、麝香草酚配成5%的水溶液，能有效去除報(bào)紙、文件上的煙熏污漬，沒有殘留，報(bào)紙也不會(huì)局部變白。13

孫振乾14等用殼聚糖中、丙醇、四甲基氫氧化銨溶液、環(huán)氧丙烷處理紙樣用噴槍對(duì)紙樣進(jìn)行噴涂。紙樣經(jīng)保護(hù)后， 具有一定的耐老化性能，且保護(hù)材料老化后對(duì)紙張無損害。保護(hù)后的紙樣外觀基本上沒有發(fā)生改變，遵循了文物保護(hù)“修舊如舊”的原則。

（四）材料化學(xué)在電影膠片保護(hù)中的應(yīng)用

電影膠片在使用或保存過程中其表面會(huì)產(chǎn)生大量劃痕， 在電影放映時(shí)會(huì)在屏幕上出現(xiàn)一條條黑灰的細(xì)長(zhǎng)線條，嚴(yán)重影響放映效果。何小津等研究者15通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含氟聚合物具有優(yōu)異的耐候性、耐久性和抗化學(xué)藥品腐蝕的性能，其聚合物是高度絕緣的，在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和化學(xué)惰性。但由于其自身性能不能滿足膠片修復(fù)材料的要求，必須添加一些輔助材料對(duì)其改性。添加納米二氧化硅可以提高抗紫外線、抗老化性、抗氧化性，改善耐磨性、耐腐蝕、透明及防遮蓋特性等；添加水性聚氨酯具有優(yōu)良的耐水、耐溶劑、耐化學(xué)腐蝕、不易燃燒、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，膜中添加適量的聚氨酯，可以增加膜的粘結(jié)力、柔韌性等；添加溶劑加入適量的乙醇，可以有效地縮短成膜時(shí)間。

二、結(jié)論

總之，古代壁畫、文物彩繪、土遺址、古舊字畫、檔案圖書、電影膠片等文化遺產(chǎn)保護(hù)修復(fù)研究領(lǐng)域已取得一些研究成果。其中，各種文化遺產(chǎn)成分分析、病害原因、修復(fù)材料的研究較多，比如在修復(fù)材料方面，除了天然高分子材料、人工高分子材料的廣泛應(yīng)用，納米材料由于其獨(dú)特的理化性能在文物保護(hù)研究中得以應(yīng)用，并且有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國(guó)內(nèi)在文化遺產(chǎn)保護(hù)研究中還存在一些問題。從研究資料來看，對(duì)一些病害的機(jī)理研究還不夠深入、徹底，還不能從根本上解釋病害產(chǎn)生和發(fā)展的原因，這對(duì)于有效控制病害發(fā)展十分不利。例如電影膠片的“醋酸綜合癥”仍是世界難題，不能有效控制。同時(shí)，在保護(hù)材料的選擇上具有盲目性、片面性，修復(fù)材料自身存在的問題可能加速降解、老化。例如對(duì)于彩繪文物和土遺址的保護(hù)修復(fù)，需要加入加固劑，但目前對(duì)于加固劑的穩(wěn)定性缺乏系統(tǒng)、科學(xué)、全面的研究，所以，在選擇時(shí)缺乏可科學(xué)性。

[注 釋]

①《風(fēng)化褪色的古代壁畫、文物彩繪、建筑彩畫恢復(fù)與修復(fù)》，《中國(guó)文化遺產(chǎn)》，2004年第3期。

②李玉虎、邢慧萍、娟麗、曹明、柏紅英：《古代壁畫、文物彩繪病害調(diào)研與治理研究》，2009年6期。

③和玲、姜寶蓮、梁國(guó)正：《含氟聚合物用于陜西戶縣出土新石器彩陶的保護(hù)研究》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》，2003年第3期，第35～38頁(yè)。

④周鐵、容波：《陶質(zhì)彩繪文物保護(hù)用加固劑研究進(jìn)展》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》，2008年第20期，第68～71頁(yè)。

⑤趙靜、王麗琴、何秋菊、習(xí)阿磊：《高分子彩繪類文物保護(hù)涂層材料的性能及應(yīng)用研究》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》，2006年第3期，第18頁(yè)。

⑥王芳、黨高潮、王麗琴：《文物保護(hù)中幾種有機(jī)聚合物涂料的光降解》，《西北大學(xué)學(xué)報(bào)》，2005年第5期，第565～570頁(yè)。

⑦李迎、王麗琴：《納米材料在文物保護(hù)中應(yīng)用的研究進(jìn)展》，《材料導(dǎo)報(bào)》， 2011年第18期，第34～37頁(yè)。

⑧嚴(yán)淑梅、周鐵、黃建華、付倩麗、王偉峰、張群喜：《館藏唐代壁畫畫面霉斑清洗劑的篩選試驗(yàn)研究》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》， 2010年第2期，第22頁(yè)。

⑨王旭東：《中國(guó)西北干早環(huán)境下石窟和土遺址保護(hù)加固研究》，蘭州大學(xué)出版社2003年版。

⑩馬清林、陳庚齡、韓鑒卿：《古代織物的斜面平臺(tái)清洗與裝匣保護(hù)》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》，2001年第2期，第13頁(yè)。

11梁嘉放：《關(guān)于紙質(zhì)文物保護(hù)新方法的設(shè)想》，《文物保護(hù)與考古科學(xué)》，2005年第2期。

12張曉麗、魯鋼、金江、張金萍、鄭冬青：《水性氧化聚乙烯蠟及其在紙質(zhì)文物保護(hù)中的應(yīng)用》，《中國(guó)造紙》，2010年第10期，第29頁(yè)。

13邢慧萍、李玉虎、單曉娟：《陜西革命紀(jì)念館紙質(zhì)文獻(xiàn)搶救修復(fù)保護(hù)研究》，《檔案學(xué)研究》，2010年第3期。

14孫振乾、邱建輝、徐方圓、盧珊：《羥丙基殼聚糖對(duì)紙質(zhì)文物保護(hù)的應(yīng)用研究》，《化學(xué)與生物工程》，2005年第1期。

15何小津、王錦和：《電影膠片各類劃傷識(shí)別及產(chǎn)生原因分析》，《 現(xiàn)代電影技術(shù)》，2010年第7期。