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新技術 新材料 新觀點

時間:2016-08-09  中國文物報2016年8月5日6版  沈大媧  字體:   

5月16日至21日,國際博物館協會藏品保護委員會飽水有機考古材料工作組會議(ICOMCCWOAM 2016) 在意大利佛羅倫薩舉行。參會代表共約150 人,會議期間共展示了約80 個會議報告及20 個墻報。

新技術、新材料的研發與應用

新型填充加固材料。例如采用穩定的,不易分解的非還原性糖及糖醇,包括甘露醇、山梨糖醇、三氯蔗糖,特別是海藻糖,作為飽水木材填充加固材料。采用二氧化鈦與酰胺低聚體的復合物作為木材的保護材料,在起到填充作用的同時還具有抗菌效果。采用異丁子香酚合成了具有類木質素結構的低聚物,用于飽水木材的填充加固。采用癸二酸鈉減緩由于硫鐵化合物氧化所引起的酸化。采用殼聚糖、納米氫氧化鈣復合材料對曾經填充過明礬的木質文物進行脫酸。

Tomography (層析成像) 技術。例如用光學相干斷層成像(Optical Coherence Tomorgraphy(OCT)) 檢查木材內部的狀況,可以得到表面和內部的解剖信息。將質譜技術用于木材降解程度的研究,比較了直接進樣質譜、熱裂解氣相質譜、氣相色譜—質譜聯用等技術的分析效果,比較了不同質譜技術之間的差異。此外還有將攝影測量的方法用于比較脫水前后的形變,以及將水果硬度計用于飽水木材強度的測定等。

一種材料和技術的試驗研發和應用于文物保護實踐,證實其有效性,往往需要經過很長時間,特別是在飽水有機質文物保護領域。以非還原性糖的研究為例,1996 年日本九州國立博物館的今津節夫先生首次報導了乳糖醇的應用,2006年才開始實際應用于文物保護。會議期間,非還原性糖、乳糖醇、海藻糖作為填充加固材料的研究成為焦點,意大利、法國、德國、美國等多個國家都報導了對于非還原糖的研究和應用。未來海藻糖有可能取代聚乙二醇成為重要的飽水木材填充材料。

環保和可持續發展

填充加固材料的回收再利用一直是保護中受關注的環節,但是由于種種原因鮮有研究。此次會議,大阪文化財研究所在海藻糖填充加固飽水木材的過程中,設計了利用太陽能輔助電能加熱系統對浸泡液進行加熱,采用聚醚砜、聚丙烯腈的中空纖維膜的回收裝置,凈化使用過的海藻糖。另外,法國ARC-NUCLEART 設計了用于填充加固的PEG 的回收系統。

歐洲標準委員會文化遺產保護委員會的成員James Spriggs 先生介紹了歐洲文化遺產保護標準,特別是飽水木質文物保護相關標準的制定情況。飽水木質文物工作組(WG9) 是隸屬于歐洲標準委員會、文化遺產保護委員會的一個工作組。WG9 工作組目前正在制定“陸上考古遺址飽水考古木材的管理指導原則”“飽水木材狀態表征”(暫名)。這兩個標準的制定為歐洲的考古學家、保護修復人員以及博物館管理人員提供明晰的指導原則和決策依據,以有效地保存飽水的木質文物遺存。

新觀點的碰撞

文物保護專家Per Hoffmann 教授介紹了在敘利亞開展的公元前14 世紀的橫梁的保護項目。該項目采用乳糖醇進行填充加固。但是由于敘利亞的資源非常有限,完全無法達到歐洲發達國家對于文物保護條件的要求,現場只能采用磚砌浸泡槽,內部襯上塑料布實施浸泡。項目組克服了溫度高、生霉等困難,將該保護項目推行下去。2011 年,由于敘利亞政治局勢發生變化,整個工作隊撤出了敘利亞,只能由當地的雇員進行余下的表面清理等工作。2012 年據當地的雇員報告,保護效果很好。但所有參與保護的人員都沒有機會對保護的最終效果進行評價。在報告的結尾,Hoffmann 教授就此類項目的可行性提出了幾個問題:是否做了正確的事情?這樣的程序具有重復性嗎?可以推廣嗎?在政治形式發生變化的情況下如何完成長期的保護項目。這一主題促使我們思考,在不具備保護條件,甚至當地人的生存都存在問題的情況下,是否要實施保護。同時如果當地人完全不能真正參與到保護過程中,整個保護對于當地人有怎樣的意義。

有研究通過SEM-EDS,ICP-OES 等方法驗證了考古出土的骨頭存在物理微破壞(PhysicalMicro Damage (PMD))。當骨頭被埋在土里的時候,在無機物沉積在空間有限的骨細胞間隙和骨小管的過程中,會導致這些結構被撐大,使得哈弗氏管周圍出現微小的破碎,當骨頭被發掘后,接觸到含有氧氣的水,骨基體會溶解,并出現物理剝離,導致物理微破壞(PMD)。據此,建議改變目前博物館普遍采用的用水清洗考古出土的骨頭的現行方法,而使之盡量保存在溫度較低,較干燥的環境下。

大型木船的保護與研究

這是本次會議的重要議題之一,相關的報告有澳大利亞古代沉船保護項目、英國的北約克郡的中石器時代的Star Carr 遺址項目、英國懷特島委員會與歷史英格蘭聯合實施的原址保護實驗項目、挪威高山雪蝕考古研究項目等??傮w來說,飽水有機質特別是木質文物的原址保護尚處于研究階段,有待更長期的觀察,一些已經實施原址保護的項目效果均不十分理想。

大型木船結構穩定性的研究也是較受關注的議題。瑞典Vasa 博物館目前正在與烏普薩拉大學合作,開展Vasa 號蠕變特性的研究。由于PEG,特別是小分子量的PEG 的填充起到了增塑劑的作用,因此Vasa 號出現了較為明顯的形變。研究人員采用現代橡木制作了等比的構件模型進行測試,將測試的力學性能數據與測量的結果進行對比,建立有限元模型,并設計不同的支撐結構以減少應力。這一研究將提供一個范例,就如何系統地研究木結構的蠕變特性,提供一個可以量化的模型,以優化支撐結構的設計。這一方法可以增強結構的整體性,尺寸穩定性以及延長木結構的壽命。挪威奧斯陸維京船博物館的Oseberg,英國Maryrose 博物館、英國威爾士的紐波特中世紀船等都開展了結構穩定性監測研究。

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