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研究保护
丝绸文物修复与养护中的科技应用
作者:周 旸    文章来源:转载    点击数:196    更新时间:2020/7/20           ★★★

201010月,国家文物局批准中国丝绸博物馆(下文简称“国丝馆”)为依托单位设立纺织品文物保护国家文物局重点科研基地(下文简称“科研基地”)。20121130日,科研基地正式揭牌,并开始运行。科研基地成立后,兼顾基础性课题、应用性课题和发展性课题,集纺织品文物保护的科学研究、技术开发与转化、标准与规范研究、服务咨询、信息、培训教育为一体,以“宽厚专精”为精神,以“合作、奉献、创新”为指导,紧密围绕纺织文化遗产保护领域科学和技术发展战略,大力开展三个方向的研究:纺织品相关文物分析检测鉴定、保护修复关键技术研究、传统工艺与价值挖掘等。

 

 

 

纤维材质鉴别——形貌鉴别与红外分析

 

出土纺织文物的主要构成为天然纤维中的动物类毛、丝和植物类棉、麻,而不同类别的天然纺织纤维在表观形貌和截面形态上具有显著差别,因此可以采用光学显微镜(生物、偏光、干涉、紫光、共聚焦等)、电子显微镜(SEMTEM等)、原子力显微镜(AFM)进行形貌特征的分析与识别,建立毛、丝纤维的形貌基因图纹特征库,可对纺织纤维进行品种鉴别。

形貌观察是古代纺织纤维最为常见的测试内容,具体包括截面形态和纵向形态。纤维的外观形态特征可采用显微镜或电子显微镜观察,根据各种纤维纵向和横截面的不同形态特征,对照纤维形貌的标准显微照片,采用此法鉴别天然纤维非常有效。

近年来,中国丝绸博物馆凭借着年代谱系完整的标本库优势,在纺织纤维测试方面开展了大量工作:对营盘魏晋时期的丝纤维进行了形貌分析,通过分析测试,发现出土纺织纤维样品按纤维横截面形貌特征可以分为三类。第一类是与现代桑蚕丝纤维截面积形状类似的丝;第二类是形状与桑蚕丝较接近,但纤维面积较小的小型丝;第三类是与现代桑蚕丝形状差异很大的细长丝。说明在新疆当地存在着不同来源的蚕丝品种,有些来自中原,有些为当地养蚕吐丝。在《大宛遗锦》一书中,中国丝绸博物馆对乌兹别克斯坦科学院考古研究所提供的样品进行了纤维测试,发现了两种形貌迥异的丝纤维,说明来自两个不同的产地,同时对丝纤维的截面进行了测量,发现古代丝纤维丝线细度相差很大,并且小于现代丝纤维,说明养蚕技术的不断进步。这些研究较深地揭示了古代丝纤维的内部性质,有助于更深层次地了解古代丝绸的发展和光辉的古代丝绸文化。

 

蚕丝纤维劣化程度评估——氨基酸分析技术

 

通过对多环境因素下的人工老化样品进行氨基酸分析,国丝馆建立了系统的氨基酸数据库,从中寻找表征保存现状的敏感氨基酸,建立氨基酸-应力应变表征模型;选择典型文物样品进行氨基酸分析,将之与氨基酸-应力应变表征模型比对,对丝绸文物保存现状进行评估;综合考察人工老化样品的表观特性、特性黏度、机械特性、红外光谱等测试结果,初步探讨丝织品劣化机理。此研究在浙江省文物局的组织下,于2012年申报了浙江省文物保护科技项目“基于氨基酸的丝织品保存现状评估”(2012005)。

 

脆弱丝织品的丝蛋白加固技术

 

丝绸文物易受环境影响,发生脆弱糟朽等劣化,对其加固保护又不改变其原质感外貌是一个难题。中国丝绸博物馆针对脆弱丝织品的丝蛋白已发生严重变性的状况,提出同类材料加固的技术路线,利用丝蛋白多肽的成膜特性,以丝肽-氨基酸为加固材料,选择合适的助剂,在常温、常压条件下对脆弱丝织品进行有效加固,且不影响丝织品的特性和外观。这种基于丝肽-氨基酸的脆弱丝织品接枝加固技术是一项具有独立知识产权的创新成果,目前已发表文章12篇,申请专利15项。该技术为馆藏丝织品提供了适用性好、可低成本简便实施的安全保护手段。该技术于2016年《基于丝肽-氨基酸的脆弱织品接枝加固技术研究与示范应用》荣获“十二五”文物保护科学和技术创新奖二等奖。

 

酶联免疫检测技术

 

丝织品的本质是蚕丝蛋白,具有耐久性差、极易老化的特点,埋藏时间越久出土的丝织品实物越少。由于缺少实物以及科学的论证,丝绸的起源问题一直笼罩在迷雾中。中国丝绸博物馆研究团队将丝素蛋白视作抗原,开发可对丝织品有机残留物进行定性检测和快速辨识的酶联免疫检测技术,该方法体现了极大的优越性——其一是特异,确保检测结果的准确;其二是敏感,检测下限可达ng级,所需样品量极少,对于已经完全融入土壤化为无形的丝织品微痕检测同样有效。同时,针对考古现场开发免疫层析试纸,该试纸以其简单、快捷、便于携带、成本低廉的特点,可广泛应用于考古现场。该技术为中国早期墓葬和遗址中灰化丝织品、矿化丝织品和已经化作无形的丝织品残留物提供一种敏感特异快捷的辨识方法,提高考古现场有机质残留物的信息提取水平,拓展研究时空,为丝绸起源提供新的科学证据,具有很高的学术价值。

 

古代染料的鉴别、保护和色彩复原

 

染料是纺织品文物色彩的主要来源,19世纪中期以前,纺织品上的染料几乎都来自于植物或动物。科研基地实验室拥有高效液相色谱质谱联用仪和激光共焦显微拉曼光谱,这两种先进的分析手段应用于天然染料的分析检测,既可以追溯染料的生物来源,又可以进行超灵敏检测。至201812月,国丝馆已经完成近2000个文物样品的染料鉴别,样品年代覆盖青铜时代中晚期至19世纪末,鉴别出染料品种50余个。此外,国丝馆还关注染料的光老化,借助微型光纤光谱技术快速评估天然染料的光照色牢度,为纺织品文物的展陈和修复提供科学合理的光照方案。基于对古代染料的科学认知和文献解析,还成功复制了清代宫廷服饰色彩,再现乾隆色谱。

 

传统工艺复原与文物设计素材再造

 

以成都老官山汉墓出土的四台织机模型及相关文物为研究对象,国丝馆对其进行全面系统的整理和测绘,全面研究和探索中国古代提花织机类型与提花原理,复制织造工具,复原生产技术,研究核心在于提花技术,来探索其起源与演变过程。至今已复原制作了三台原始大小可以织造的汉代勾综提花织机,成果发表在国际考古学界知名期刊《Antiquity20174期,并被大量转载报道。

同时,经国家文物局批准,新疆自治区文物局委托中国丝绸博物馆进行“五星出东方利中国”锦护膊的复制。在前期研究的基础上,利用其中的滑框式勾综提花织机对国宝级文物“五星锦”的复制取得圆满成功,并于20191月登上CCTV国家宝藏舞台。

“中国丝绸文物分析与设计素材再造关键技术研究与应用”项目属于文化艺术领域的文物知识分析与设计素材再造关键技术研究与应用方向。课题已建成涵盖10000件文物的设计素材数据库及其相关100件纤维数据库、1000件色彩数据库、3000件组织结构数据库和2000个图案数据库,并归纳总结出43种古代丝绸图案格式规律、89种古代丝绸图案色彩格式规律,为后续专家系统的建立、工艺方案的解决以及实际生产提供客观可靠的文物信息。在此基础上,联合多家高校和文博机构的领域专家共同出版了《中国古代丝绸设计素材图系》系列丛书。

  

▲《中国古代丝绸设计素材图系》系列丛书

 

科技保护与技术服务

 

国丝馆用十年的时间研究了丝蛋白加固技术,并在一些典型文物上进行了示范应用。有辽代黄地飞鹭卷云团花纹锦丝蛋白加固(2009年)、故宫博物院乾隆花园内檐装修丝织品的加固保护(2010年)、新疆吐鲁番阿斯塔纳出土唐代米色绢袜的加固保护(2012年)、南宋史嵩之墓出土饱水丝织品的抢救性加固保护(2013年)、丹麦博物馆丹麦女王漆器用品上绿色丝带的加固保护(2014年)、紫褐色罗印金彩绘花边单衣的加固保护(2015年)、福建福州黄昇墓出土紫褐色罗印金彩绘花边单衣(2016年)等不同的场景下进行了推广应用,取得了非常好的保护效果,特别是丹麦女王漆器用品上绿色丝带的加固保护和史嵩之墓出土的大量糟朽饱水丝织品进行了成功的抢救性保护,这些极为珍贵的丝织品是现有技术几乎无法保护的。辽代黄地飞鹭卷云团花纹锦为中国丝绸博物馆馆藏文物,利用优化的脆弱丝织品蚕丝大分子接枝加固保护工艺对其进行加固保护,加固效果显著。后期追踪表明,该锦跟同一批文物相比,保存状况优于其他未加固的文物。

  

▲阿斯塔纳出土的唐代米色绢袜

 

酶联免疫检测这种微痕检测技术,因其需样量少、灵敏度高被业内认可,国丝馆科研团队近年来为国家文物局水下文化遗产保护中心、中国社会科学院考古研究所、郑州市文物考古研究院等多家机构提供服务,已在丝织品文物实物、茂陵兴平三区甾位墓地出土环首铁刀矿化丝织品、海昏侯主棺出土丝织品、南海一号船舱残留物和郑州汪沟出土瓮棺炭化残留物等典型案例中验证该技术体系的有效性和敏感性,提高了考古现场有机质残留物的信息提取水平。

作为纺织品文物保护国家文物局重点科研基地的依托单位,中国丝绸博物馆在纺织品文物保护修复方面担负着重要的责任,承担了国内博物馆大量纺织品文物修复的技术服务工作。目前国丝馆有专职修复人员20名。

十几年来,已先后为19个省市自治区的50余家博物馆提供纺织品保护修复技术服务,编写报至国家文物局的修复方案50余个,完成修复项目近百项。修复方案的编写和修复项目的实施均是建立在对纺织品文物分析检测及研究的基础之上,如丝绸之路上出土纺织品的保护修复、新疆营盘墓地M15出土纺织品文物保护与修复、甘肃武威磨嘴子汉墓出土纺织品保护修复、甘肃花海毕家滩26号墓出土丝绸服饰保护修复等;世界文化遗产地的保护修复项目如故宫乾隆花园内檐装修丝织品的保护修复、西藏罗布林卡格桑颇章陈设经幡保护修复、敦煌莫高窟出土部分纺织品文物保护修复、山东曲阜孔府文物档案馆藏明代服装保护修复、河北遵化清东陵纺织品保护修复等;早期出土纺织品保护修复项目如新疆小河墓地出土毛织品文物保护修复、山东青州兴旺庄战国墓出土纺织品保护修复、河南三门峡虢国墓地M2009出土麻织品保护修复等以及明清及近代纺织品的修复,乃至国外博物馆纺织品的保护修复等。

  

▲得利清东陵陀罗累经被

 

 

 

中国丝绸博物馆是以中国丝绸为核心的纺织服饰文化遗产收藏、保护、研究、展示、传承、创新,并向公众开放的非赢利性常设机构,以研究为基础夯实博物馆丝绸历史、科技保护、传统工艺和当代时尚四大板块,对接国家战略,开展国际合作,服务文化、经济和社会协调发展。自成为科研基地的依托单位后,为深入建设科研基地共享平台,凝练科研方向,探索多学科、多专业交叉联合攻关的科技创新机制,中国丝绸博物馆通过开放性课题的合作研究等形式,以一系列课题研究为纽带,借助整合社会高校科研力量,逐渐形成了以纤维和染料为核心的纺织品纤维研究框架,且在纺织品文物修复保护、纺织品工艺复原等领域取得了丰富的科研成果。也期望在未来探索未知、研求真知的道路上,能够谨记习近平主席对浙江的期盼:“干在实处永无止境,走在前列要谋新篇,勇立潮头方显担当”,以此自律自省,以期向业内优秀文保机构更加靠拢,承担起自身应该承担的责任和担当。

 

编辑:蔡  

审核:张  

来源:《中国文物报》2019118日第8

 

 

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