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激光技术的应用让文物更长寿

作者: 郑州百维 时间:2017-08-01 来源:百维激光
摘要:激光清洗技术在文物保护方面的运用,激光的多种波长激光复合清洗技术,很好地解决了文物清洗效果与文物清洗程度之间的平衡问题,延长文物的寿命。...

    随着时代发展,科学技术在文物保护过程中应用日益广泛,为文物病害的诊断、文物的预防性保护和文物修复提供了重要的支撑。对于故宫内部的文物保护机构,公众也充满了好奇。在揭牌仪式的当日,故宫文保科技部对外展示了部分文物研究分析仪器。故宫文保科技部可以说是一个由“古法”和“今术”结合构建起的“文物医院” ,众多文物在“文物医生”的“医治”和“呵护”下得到重生。“文物医生”的业务分两部分,一部分沿袭和继承优秀的传统保护修复技术,另一部分主要利用现代科学技术,探索现代科技手段在文物保护修复工作中的应用及其与传统修复技术的结合。据记者了解,目前文保科技部已发展成为一个拥有一百多位各类文物保护修复专业技术人员,具有“古字画装裱修复技艺”“古书画临摹复制技艺”“青铜器修复及复制技艺”和“古代钟表修复技艺” 4项国家级非物质文化遗产项目为代表的十余个保护修复门类,同时包括一个拥有一流分析设备、文物分析类别齐全的文保科技实验室在内的,全国最大的文物保护修复机构。

    文物的分析检测为文物的价值阐释、保存状况评估、保护方案的制定、保护处理效果的评价提供了科学依据,是文物保护修复不可或缺的重要和关键环节。目前,故宫博物院文保科技部实验室配置了一批国际一流水平的分析设备,近年来在分析门类健全与人才队伍建设方面也取得了显著的进步,显著地促进了故宫文物保护修复水平的提升。通过与国内外著名高校、研究机构的科研合作,在文物无损分析、先进同步辐射技术应用、古陶瓷科技研究等领域取得了一系列具有较高水平的研究成果。
  
    活动当日,故宫对外展示了五个仪器——大样品室环境扫描电子显微镜、粉末X射线衍射仪、波长色散X射线荧光光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪和显微共聚焦激光拉曼光谱仪。据文保科技部主任史宁昌介绍,大样品室环境扫描电子显微镜,它的功能与放大镜相似,但放大倍数可达几十万倍,分辨率可达3 . 5纳米,还可对博物馆内几乎所有材质的文物进行显微观察和微区成分分析。粉末X射线衍射仪是进行矿物组成分析最有效的检测手段,可以利用它进行制作工艺、产地等研究工作。比如两个关于建筑琉璃瓦的有趣问题,都可用该射线仪进行破解:故宫早期到晚期的建筑琉璃使用了不同类型的原料;剥釉严重的琉璃瓦件,其胎体中的原料没有充分反应,烧结程度低,孔隙率大,因此受雨水等环境影响较大。

    令记者大开眼界的是显微共聚焦激光拉曼光谱仪,不仅可以测试分析故宫院藏古陶瓷釉、玉器及壁画上颜料的矿物组成,还可以测试分析高温釉瓷釉烧温度。还有波长色散X射线荧光光谱仪,可以测出釉中助熔剂K、 Ca元素的变化,也就可以解释为什么南宋钙釉到钙碱釉的变化中,釉会增加一种迷人的玉质感。

    目前,实验室正在对故宫考古发掘出土以及故宫收藏的青花瓷器标本进行无损研究。通过分析明、清不同朝代青花瓷器的元素组成,可揭示明清不同时期的青花瓷器采用何种青花料。如明代早中期多使用进口的苏麻离青,成化时期多使用国内的平等青,嘉靖万历时期使用了回青,而清代康熙、雍正、乾隆时期的青花使用了国产的青花料。正因为不同时期使用了不同来源的青花料,致使各个时期的青花瓷器呈现出鲜明的时代特征,而激光技术的加入称得上故宫“文物医院”的强大补充。

让文物长寿的有效途径

    据单霁翔介绍,激光清洗技术在文保方面的运用,国内的兄弟单位也做过尝试,也有相关的设备。但要想真正把激光清洗技术用于文物本体,还需要大量的研究数据,例如何种波长的激光可以处理掉哪类污染物,这都需要前期研究和长期的经验积累,如果连清洗力度、强度都控制不了,对于文物的损害是难以想象的。这也是为什么要与希腊合作的原因。就激光技术在文保方面的应用,世界范围内希腊和意大利两个国家的技术相对纯熟。希腊电子结构与激光研究所是希腊研究与技术基金会下属的研究院所,在激光光学领域享誉欧洲。他们除了在石质文物、金属文物、建筑外墙污染的去除上经验丰富,同时在脆弱的有机质地文物激光清洗领域也有很多尝试,尤其是他们开发出的多种波长激光复合清洗技术,很好地解决了文物清洗效果与文物清洗程度之间的平衡问题。

    那么激光技术的运用会对未来故宫文物保护工作带来哪些变化?单霁翔表示,故宫博物院收藏有184万余件(套)文物,其中珍贵文物占总量的93 . 2 %,是世界上收藏铜器、陶瓷最多的博物馆,同时还收藏了大量的石质造像,以及数量众多、体量巨大的建筑石质构件,在激光技术应用方面需求与发展空间较大。与希腊电子结构与激光研究所的合作,有利于提升故宫博物院激光技术在文物保护、研究领域的研究与应用水平,乃至推动国内激光应用技术水平的整体发展。文物保护是一个长期的工作,光照、空气恶化等原因都会加速文物的老化,人工机械除垢等物理办法或者采用一些化学办法都会对文物造成损害,激光清洗则会精确很多,而且比较容易控制,和希腊合作的基础正是他们在这方面丰富的操作经验。据介绍,故宫有大量的金属、陶瓷、石质文物,如果激光技术运用得当,文物保护的效率将大幅提升,当然这也需要进行反复的研究和实验,同时也不排除将来对木质、彩绘等质地的文物使用激光清洗技术的可能。

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