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生物文物跨界,书画百年难题得解

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闫丽,1980年7月出生,中国农业科学院生物学硕士,首都博物馆技术部副研究馆员,十年潜心研究,申请《生物揭展剂在书画文物修复保护中的应用》《一种使用蛋白酶与表面活性剂对丝织文物上血渍协同清洗的方法》和《利用生物清洗剂清洗文物上结晶盐块的方法》国家发明专利3项。在《文物保护与考古科学》《中国文物科学研究》等核心期刊多篇,被评为北京市先进工作者。2016年获得第三十届北京青年“五四”奖章,被评为“2016北京榜样”人物。

2014年12月29日,首都博物馆召开古书画揭裱保护研究成果鉴定会,会上闫丽及其团队有条不紊地展示着他们多年研究的成果“生物揭展技术”。一幅难以揭展的已装裱旧书画,用他们研制的生物揭展剂闷润几分钟后,画心完整地从装裱命纸上剥离开了。生物揭展技术解决了书画揭裱中画心与命纸(书画装裱中紧贴于背面的一层纸)难于分离的百年难题。

当天到场的国家文物局科技保护专家组组长华、故宫博物院副院长宋纪蓉、中国传统书画装裱非物质文化遗产继承人徐建华等共计21位专家,都对这项技术给予了很高的评价。杭州丝绸博物馆汪自强说,书画揭展是书画保护工作中最急需解决的难题,作为一位从事书画装裱工作几十年的专家看到揭展剂的效果他很受鼓舞。国家博物馆学术研究中心铁付德副主任认为,生物揭展剂引入现代方法和材料来提升传统方法的科学性,是一种富有生命力的产品。南京博物院文保所万俐所长更是把生物揭展剂看成是书画装裱行业的一次革命。

这个突破性的研究成果出自一个80后年轻研究馆员闫丽之手。一个学生物的研究生,在文博行业工作仅仅几年,怎么就能解决掉书画保护中的百年难题呢?

亲历大墓出土

故事还得从闫丽刚进入博物馆时讲起。2006年,首博希望吸引一些生物、化学等跨专业的人才来跟文物保护结合,因此她被招到首都博物馆。因为是“生物专业的毕业生,甚至很少逛博物馆,对文物更是没有什么概念”,因此老馆长给闫丽的第一个工作任务就是进纺织品(主要是丝织品,包括丝毛棉麻等)组了解文物。

正巧2006年石景山区发现了一个清代武官墓,出土了龙袍等17件丝织品文物。闫丽在考古现场亲眼见到了腐烂在尸体上面的丝织衣物,并跟着老师学习如何用传统方法一点点清洗。

2006年12月,江西省靖安县发现一座东周大墓。2007年7月,首都博物馆纺织品保护专家王亚蓉受国家文物局委托,负责江西东周墓出土丝织品保护,闫丽等四人跟着王亚蓉老师赶赴考古工地江西靖安李家坳村。

“东周大墓有 47口棺木,非常震撼。但整个大墓只有1口主棺,其余都是15岁到25岁的殉葬女性,出土了很多纺织品,其中包括目前出土的最早的纺织品方孔纱。”闫丽说,“我们当时一个个开棺一点点清理。那是个水淹墓,就在泥沙里面,衣物污染非常严重,王老师就地取材用几块木板几张塑料布就搭出一个清洗池,马上进行现场清理。”

闫丽很幸运入职当年就经历了这两件大事。她全程跟着王老师,学到了很多,也开始深深爱上了文保行业。2008奥运会国家博物馆装修,首博代替它执行国家博物馆的职能,当时有个特别好的展览,把中国最珍贵的文物都带到了首博展出,包括金缕玉衣、兵马俑等,其中就有她参与保护的方孔纱。“看着文物从深山老林深藏地下的棺木中挖出来,到清洗复原,到展示给全世界人看,我感觉到文物真的很有魅力,这个工作真的很有意义。”闫丽说。

天天做实验,一做做十年

出土的文物经泥沙侵蚀后,特别脏,传统方法用棉签清洗,几个月下来工作量巨大,但效果很不明显,文物还是满身泥沙伴着恶臭。

由于墓葬环境的特殊性,如尸体腐烂等原因,表面会被血渍污染,影响了丝织文物的色泽和图案品质。丝织文物表面还会存在白色结块(硫酸钙结晶盐)等,传统方法用水清洗,去除难度很大。很多精美的文物,就因为没有很好的清理和保护方法而难以展示其珍贵的历史价值。

闫丽想,能不能用生物技术跟文物清理结合把污渍分解掉?2008年,她正式开始了纺织品文物清洗的研究。

她分析,尸体腐烂在上面会有哪些成分呢?无非是糖类、脂类、蛋白类等。据此闫丽效仿被污染的文物自己做血污布清洗实验。她从市场上买来上好的丝织品先用动物血然后用人血,染到丝绸上让它老化再清洗,反复摸索配方。

动物血市场是买不到的,闫丽只能跑到屠宰场买动物血、猪油。人血就更难得到了,需要请单位开介绍信到血液中心血库,去搜集那些废弃的血液。“其实想想也挺后怕的,比如有的血有病毒什么的我都不知道。但那段时间一门心思做实验,天天就是弄脏,洗了,等结果,根本想不到病毒什么的。”她说。

很多人问,这么天天做实验十年,枯燥吗?闫丽说:“真的一点也不觉得枯燥。设计一个实验然后迫不及待地去看结果,很有意思的。”

做实验不难,难的是文物不能用来做实验。为了准确的实验数据,闫丽自己设计模拟墓葬丝织品,她将死亡的大白鼠用丝织品包裹埋入地下,经历一个盛夏,最终将包裹着完全腐烂的大白鼠的丝织品取回实验室分析。这方法不错,但对于一个女孩子来说却是个不小的挑战。

经过无数次清洗无效,无数次配方调整,用了8000多块血污布。2010年,闫丽培养的微生物洗剂终于成功清除血渍了,仅仅进行几分钟的无动力浸泡,血渍就会被消除,这表明微生物清洗文物不仅可行,而且高效。

实验成功后,闫丽清洗了元代鸽子洞的文物。唐代的梅花箭袖,传统方法根本洗不干净,她用三分钟就洗干净了。因此,这项技术获得了国家发明专利。

一个意外,一个猜想,揭展剂诞生

8000多块血污布的实验和实实在在的清洁效果,让闫丽从刚入职的毛孩子,变成了技术部的骨干,并获得了前辈们的认可。

看到丝织品的清洁效果,书画部的老师就问:“能不能帮帮我们?”于是,闫丽就用曾经摸索过的那些试剂去试,看能不能洗掉书画上的污渍。

“当时我也是冲着清洗去的,但真的没给人家洗干净。却意外地发现一个特别的现象,画心竟然跟装裱部分剥离开了。这其实是书画部的另一个难题――旧书画的揭展。”闫丽说。

装裱过书画的人都知道,为了保护画心,装裱时会在书画背面刷一层浆糊,贴上一层命纸,然后再刷一层浆糊再贴两层覆背纸,再用上下杆把它装裱好。

旧画古画,天长日久挂着,就会有苍蝇屎、油烟、手摸污渍等,还会破烂开裂,需要重新装裱,以更好地展示书画、保护画心。但装裱前把画心从旧的装裱中揭取下来是一件费时费力的事。

传统的方法是把画平铺在桌子上用水闷润,也叫软化,然后有经验的技术人员长时间小心翼翼地捻搓,将命纸和旧浆糊搓成极细的纸屑、纸条,如果用力稍过就会损伤画心。

闫丽配制的清洗剂加上之后,她发现不用捻搓就自然开了。这是为什么呢?闫丽反复思考配方,她猜想,一定是其中的淀粉酶把浆糊给分解了,大分子的淀粉被分解成小分子了,黏性消失,所以自然就分开了。就这样很巧合地,闫丽得到了揭展剂的灵感。

看到现象后,闫丽就开始埋头潜心研究。怕损害书画本身,她特别选择只分解淀粉不分解纤维和蛋白的试剂。书画有很多种材质,宣纸、棉料、皮纸、绢纸等,浆糊也有加面筋的、不加面筋的等,她针对各种材质调整配方进行揭展剂实验。

研究的过程中不断有疑问产生,能揭开现代书画能否揭开古代的?能揭开小片的实验用纸能否揭开整张的?于是,闫丽用现代的宣纸现代的书画做了之后,再用明代古书画来做实验。

做了近千个数据后,在继续做优化实验的过程中,某天闫丽发现揭展剂居然失效揭不开了,被吓出一头冷汗。“每天用那些配方做实验,突然揭不开了,这意味着之前的数据都白做了。”她说。

她开始找原因。怀疑是不是配的试剂有问题,怀疑揭展剂是不是混匀了,是不是试管洗得不干净,试剂枪是不是有问题,绞尽脑汁挨个排查还是没找到原因。突然想到给物业打电话,问问水有什么异常,原来物业刚清理过水箱,加了过量的氯。闫丽开玩笑说:“原因找到了,突然觉得自己好聪明,都快成福尔摩斯了。”

因为揭展力特别小,实验中对周边的环境要求非常高,“做实验的时候,不能咳嗽一声不能笑一声不能说话,轻微的震动数据就用不了了,有人来实验室走一圈,数据也废了。”后来闫丽只能跑到顶楼一个封闭的小走廊里面做。

无数次实验下来,她积累了上万个数据,终于在2014年下半年,配制出了效果稳定的生物揭展剂。

揭展剂的贡献到底是什么?

揭展剂的研究贡献最直观的就是简单快捷,但当闫丽的揭展实验做到六七千次的时候发现一个问题。“用水和揭展剂都闷润十分钟,然后上拉力仪去测,我们发现用水闷润的揭开后每次都是一薄一厚,而用揭展剂是均匀揭开两张纸。”闫丽说。当时她跟首博的禾博士讨论时,谈到这个问题他建议,找个最有经验的老师用水去揭展,不一定就闷润十分钟,就看他能否揭成均匀的两张纸,如果不能的话,这件事情意义就太大了。

因为如果揭开的是命纸的话,就还有半层命纸在画心上,如果揭开厚的部分是画心,就是把画心被揭掉一半,不完整了。闫丽照禾博士的说法做了实验,结果是不能均匀揭开,因为浆糊的粘结力大于纸跟纸的作用力,自己形成一层。“这件事情一直存在着,因为我们有量的积累才敢下这样的结论,如果没有这个实验可能就一直发现不了。”她说。

2014年11月,厦门文博会上,闫丽团队研制的生物揭展剂第一次公开展示,反响非常好。大英博物馆的人员大呼:“卖给我们,卖给我们!”

闫丽说,其实结果出来后,很多很牛的生物学家不明白,为什么这个试剂能保护书画。因为生物学家不了解书画,而研究书画的人又不懂生物,所以这个问题几百年下来都没解决。也许这就是跨界的意义吧。