薄荷醇提取秦俑坑出土彩绘遗迹的性能评估研究

薄荷醇作为新型的考古发掘现场临时固型提取材料,已经在秦俑一号坑的考古工地上得到了成功应用,但是关于薄荷醇实施提取的安全性能评估还需要深入研究。本实验开展了薄荷醇在秦俑一号坑考古发掘现场的遗迹(土壤和彩绘漆皮)上的实验室性能评估;采用压汞法研究了薄荷醇处理前后秦俑土颗粒的孔隙结构变化;采用超景深三维视频显微镜考察了薄荷醇施加并挥发过程中秦俑土和彩绘漆皮的显微结构变化;采用GC-MS分析了薄荷醇的残留;对薄荷醇挥发过程中在文物遗迹基底上的再结晶现象进行了讨论。研究结果表明,薄荷醇提取遗迹后不会破坏秦俑土的物理结构,彩绘漆皮形貌完好,作为考古发掘现场遗迹提取材料,薄荷醇在出土秦俑彩绘遗迹上使用时是安全的。     

薄荷醇作为临时固型材料在文物保护中的应用

文物承载着丰富的历史文化信息。在考古发掘时,对于丝绸、纸张、壁画、岩画等脆弱文物遗迹的提取是考古工作的重点。为完整提取脆弱遗迹保证重要考古资料不遗失,需要在考古挖掘现场对脆弱遗迹进行临时加固。薄荷醇作为新型考古发掘现场临时固型提取材料,已在考古工地上成功应用,也引起了国外考古学界同行的高度关注。本工作总结了薄荷醇的基本性能和使用方法,并介绍了其作为临时固型材料在保护修复中的应用情况。结果表明,以薄荷醇衍生物为主体,设计合成具有梯度熔点、梯度加固强度和梯度挥发时间的临时固型材料,可为考古现场提供多样化、多功能集成化、高效便捷的固型材料。     

可溶性淀粉脱水加固定型出土饱水木质文物研究

出土饱水木质文物的保护是文保中的难点,本文探讨用可溶性淀粉、助溶剂等组成的脱水加固定型材料对出土饱水木质文物进行处理。通过扫描电镜、红外光谱等对处理前后的木质文物的各项收缩率、裂隙、扭曲及变形等外观的观察分析,结果表明该种脱水加固定型材料与出土饱水木质文物具有很好的相容性,处理后的木质文物保持了器物的原形及木质原有的色泽、质感。     

饱水木质文物的风冷干燥脱水研究

许多出土饱水木质文物因其降解严重、含水率较高,容易在脱水过程中出现不可逆的收缩变形以及开裂现象,从而遭到严重破坏。因此,饱水木质文物脱水方法的研究是文物保护工作中的重要课题。为探究风冷冷冻法对饱水木质文物脱水的效果,以一批无法复原的出土饱水木质文物为研究对象,在对其材种、含水率、基本密度及化学成分进行了测定和分析后,使用一台风冷电冰箱在-18℃条件下对样品进行了风冷干燥脱水处理,记录脱水时间和脱水效果,并分析了该方法的传质传热特点,证明了风冷干燥法用于饱水木质文物的脱水干燥能够取得良好效果,并且具有对文物干预小、适用性广、操作简便、成本低廉等优点,为饱水木质文物的脱水处理提供了一种新的思路。     

薄荷醇/石膏复合体系用于考古发掘现场临时固型提取的可行性研究

复杂而且脆弱的文物或化石的提取和搬迁是考古或化石发掘现场最常见的技术难题。采用石膏对这些文物或化石进行现场固型再提取是常用的应急性保护手段之一,对此类文物或化石的提取和搬迁具有重要作用。但石膏含有可溶盐,应用时需引入水,并大量放热,对文物或化石有潜在危害,而且石膏难以完全去除。 近年来,薄荷醇、环十二烷等可挥发性临时固型材料受到了极大关注,被越来越多地应用在发掘现场。其最大的优点就是固型材料可以通过升华轻易被去除,无残留,不会影响后续的考古研究和保护工作。但是有机物小分子固化后强度偏低,不适合较大较重文物或化石的固型提取。 针对考古发掘现场复杂脆弱而且较大、重的文物或化石的提取和搬迁需求,提出了新型临时固型材料薄荷醇和石膏复合应用的现场固型提取技术体系。本工作研究了石膏和有机小分子薄荷醇的相容性和匹配性,实验室研究结果显示薄荷醇除了在样品表面实现有效固型,还能快速在模拟样品表面形成一层致密的疏水隔离层,有效地阻止石膏加固过程中水和可溶盐的进入;而且实验数据显示石膏放热不影响薄荷醇疏水隔离层的功能。实验结果显示薄荷醇和石膏二者性能互补,有望满足发掘现场对大、重文物或化石的固型提取需求。 以新疆哈密翼龙化石的现场发掘提取为例,采用薄荷醇/石膏复合材料体系现场固型并提取一块约20 kg重的化石样品,结果证实石膏和薄荷醇复合使用技术可以很好地固型并提取较大较重的样品,同时避免了水和可溶盐对化石的破坏,而由于薄荷醇隔离层的存在,石膏的去除也非常彻底,整体固型提取效果良好。     

饱水木质文物的蔗糖保护法

本文概述了用蔗糖处理饱水木质文物的发展历史,并对蔗糖的脱水机理、防虫防霉处理、渗透效果等进行了阐００指出在饱水木质文物的保护方面,蔗糖是一种比较理想的保护材料。     

Our works on conservation of wooden objects in Korea

韩国木质文物的系统保护始于1976年新安沉船出土后,新安沉船保护方法的研究促进了饱水木保护技术的发展,是韩国木质文物保护的转折点,为木质文物保护新方法、新技术的研究搭建了一个平台。二十世纪九十年代以后韩国出土了大量木质文物,这些文物的出土提供了很多新信息,是重要的历史资源。这一趋势促使了韩国保护工作人员对木质文物保护新方的研究。韩国的木质文物实际上是埋藏在沼泽、湖底和海底的饱水木,这些环境限制了微生物的生长。遗址中出土的木质器物是糟朽木或是碳化木。因此,韩国木质文物的保护分两类:一类是用传统工艺修复木建筑和漆器,另一类是保护处理饱水木器。文中介绍了韩国文物保护实验室保护修复木质文物的几个实例。     

微损测试饱水木质文物抗弯强度的新方法

力学性能是考古出土饱水木质文物进行保存状况评估的基础信息，亦是保护工作中加固增强的核心任务，但囿于取样量和尺寸，饱水木质文物力学性能表征较为困难，亟需开发适用于饱水木质文物的微损、精确测试力学强度的新技术。本研究提出使用静态热机械分析仪(TMA)作为饱水木质文物抗弯强度测试的新方法，以“南海Ⅰ号”沉船出水的马尾松船板为对象开展适用性研究。对32个尺寸为8 mm×2 mm×0.3 mm的饱水木材试样进行测试，获得置信水平0.95以上的抗弯强度有效数据31个。结果表明，“南海Ⅰ号”沉船出水的木质文物断裂应变集中在0.5%～1.75%,平均抗弯强度仅为5.64 MPa,与健康马尾松30 MPa的抗弯强度相比大幅降低。另外，发现晚材占比高的试样强度普遍高于早材试样。本研究说明，TMA能够有效测出强度极低的脆弱饱水木质文物的力学数据，所需试样尺寸在毫米级别，测试精度高，数据重复性好，是一种微损精确的测试方法，有力填补了现有木质文物力学测试方法在微小尺寸上的空白，对脆弱饱水木质文物具有较好的适用性和较大的应用前景。     

薄荷醇提取发掘现场脆弱遗迹及其安全性研究

薄荷醇在食品、化妆品、医药等行业应用广泛。本研究通过利用它在室温下快速升华的特点,将其应用于考古发掘现场脆弱遗迹提取工作中。实验室通过对薄荷醇升华和挥发动力学分析表征,并研究了其渗透性、载土量、残留量及其与温度时间的作用关系,归纳了薄荷醇提取脆弱遗迹的施工工艺,综合研究表明薄荷醇在考古发掘现场提取脆弱遗迹是安全有效的,并对后续研究方向进行展望。     

饱水木质文物的细菌病害及其诊断技术的进展

为了促进微生物学理论与技术在我国文物保护领域中的应用,使我国的文物保护与国际先进水平接轨,本文通过对国内外有关文物保护微生物学研究进展的综述,阐述了饱水木质文物细菌性病害的成因和机理.侵蚀细菌、钻管细菌和空化细菌是饱水木质文物细菌性病害的病原体,但它们的作用方式有一定的区别.在饱水木质文物细菌性病害诊断上,国外已较为普遍地使用了光镜技术、电镜技术、细菌培养技术以及多种分子生物学技术.根据众多样本分析的结果,国外学者已建立评价饱水木质文物腐蚀状态的定性指标体系.文中还结合目前我国有关饱水木质文物保护的现状,阐述了文物保护微生物学在我国饱水木质文物保护中的应用前景,并建议尽快开展相关的研究工作.     

潮湿环境考古发掘现场挥发性固型材料的比较研究

在考古发掘现场,要将极脆弱的文物安全提取并搬迁到实验室具有一定难度,首先必须对文物进行临时加固,然后才能搬迁。近几年来,一类革命性的挥发性临时固型材料已被成功应用于发掘现场文物的提取,例如薄荷醇、环十二烷等。但是,这些材料是否能用于潮湿的考古发掘现场?它们的工作性能如何?这些问题都需要研究。为此,本研究选用薄荷醇、香豆素、乙基麦芽酚三种天然香料和环十二烷作为研究对象,从材料的工作性能、施工工艺和对文物的安全性三方面进行了定量测定,并在浙江省文物考古研究所良渚工作站进行了现场小实验。研究结果可以为考古或保护工作者在潮湿发掘现场提取脆弱文物时选择合适的临时固型材料提供参考。     

浙江省平湖庄桥坟遗址出土石犁的保护修复

浙江平湖庄桥坟遗址出土的石犁是史前考古的新发现,属于痕迹文物。出土时木构件痕迹饱水,为暗褐色、开裂严重、整体呈腐蚀状,非常脆弱。针对器物的保存状况,因地制宜地制定一系列保护方法:木构件痕迹的脱水保护、底托的加固制作、木构件粘贴复原等,使文物得以长期保存。     

考古出土饱水竹、木、漆器脱水保护

竹、木都是由纤维素、半纤维素及木质素组成的有机物质。考古出土的竹、木、漆器在地下埋藏了千百年,长期受到地下水和多种盐类及微生物等的侵蚀,糟朽情况严重。特别是在我国南方地下水丰富的地区,如湖南、湖北等地出土的竹、木、漆器都吸饱了水分,有的含水率竟达1900％。这些饱水竹．木、漆器若不进行科学处理,一旦水分挥发干燥后,便会发生收缩变形和开裂,直至毁坏。     

国外饱水木质文物保护研究进展述评

木质文物作为有机质文物的一种,一直面临出土量大、腐烂严重、后续保护不完善等问题。特别是饱水木质文物,看似保存良好,实则腐败严重,一旦脱水操作不慎,就会导致文物变形、开裂,造成严重后果。文章整理了2001年至2016年间国外有关出土木质文物的木材结构、降解机理、脱水加固方法、保存环境和现场发掘等方面的研究成果,通过与国内木质文物保护研究的对比讨论,为今后饱水木质文物的研究和保护提供参考依据。     

薄荷醇及其衍生物对漆皮遗迹表面的影响

薄荷醇及其衍生物应用于考古发掘现场,对出土遗迹整体进行加固后再提取,较以前的遗迹加固方法,取得了一定的效果。利用融化的薄荷醇及其衍生物对考古现场经常出土的重要遗迹——漆皮进行表面滴涂试验,利用扫描电镜对漆皮遗迹在薄荷醇及其衍生物加固遗迹前及薄荷醇挥发后进行电镜扫描,观察漆皮遗迹表面的物理性状变化,发现薄荷醇及其衍生物并未对漆皮遗迹表面造成影响,也并未留下薄荷醇及其衍生物的痕迹。     

薄荷醇及其衍生物对彩绘遗迹表面的影响

在遗迹加固提取的技术发展过程中,薄荷醇及其衍生物作为一种新的加固材料应用于遗迹加固中,其优于传统的加固方法之处在于,在遗迹提取时能够有效地加固遗迹,在满足遗迹提取加固要求之后,能自然挥发,消除清除遗迹加固剂时遗迹散落的安全隐患。本文着重通过扫描电镜,对秦俑重要遗迹彩绘,在薄荷醇加固前,及薄荷醇挥发后的彩绘表面进行扫描分析,观察彩绘表面是否因薄荷醇的加固和挥发而发生变化。通过观察,我们发现,彩绘表面虽然经过薄荷醇的加固及挥发过程,但表面微观没有发生变化。     

出土饱水木质文物的微生物腐蚀及防腐措施

在南方保存完好的出土木质文物大都处于饱水状态.出土后因为水和氧气的参与,在水解作用、微生物腐蚀等诸多因素的作用下,木质文物逐步被降解而变得腐朽.为此,本文从木质文物的微生物腐蚀机理着手,提出控制水活度的办法、控制氧气量、毒化微生物赖以生存的养料三种途径来防止或延缓木质文物的腐朽,以等待将来更好的脱水定型方法出现.     

γ-巯丙基三乙氧基硅烷对饱水木质文物的脱水定型机理研究

饱水木质文物的脱水定型是该类文物最核心的保护需求之一,围绕这一保护需求已研究了天然树脂、聚乙二醇、糖类、乙二醛等多种保护加固材料,近期研究表明有机硅氧烷具有优异的脱水定型效果,其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)最佳,但含巯基材料与木质文物的相互作用尚未得到较好的解释,对其进一步地研究或可为饱水木质文物保护材料的研发提供新的思路和借鉴。 在本研究中以MPTES处理后的南海一号出水船板马尾松(Pinus massoniana)为研究材料,通过增重率、收缩率、扫描电子显微镜观察(SEM)和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),研究其脱水定型效果与巯基的关系以探讨其加固机理。结果表明:1)MPTES处理后的古代饱水木材样品具有良好的尺寸稳定性(最低3.5%体积收缩),脱水定型效果印证了以往研究中的结果,并进一步得到在低增重率下(约干重的50%)较为理想的效果;2)SEM观察表明硅氧烷均匀地分布于细胞壁内部而非沉积于细胞腔内;3)处理条件(时间、浓度或水分含量)、宏观指标(增重率和收缩率)、显微形貌变化与FTIR图谱中芳醚伸缩振动吸收峰、聚硅氧烷相关吸收峰均呈现明显的相关性。 根据上述结果,着重讨论了巯基与木质素反应的机理,认为两者的反应可能与海洋出水饱水木质文物在还原性埋藏过程中有机硫化物的形成过程、造纸工业中硫酸盐制浆法的初期反应原理具有相似性,涉及在酸或碱催化下木质素醌甲基化合物中间体的形成和巯基进一步与该中间体的加成反应,最终得到硫醚的结构。由于MPTES水解后同时具备能与木质素反应的巯基和能与纤维素羟基发生缩合或氢键作用的Si-OH,使该材料具有多样的化学结合能力,能够加强纤维素和木质素自身和互相之间多种界面结合力,提高饱水木质文物中残余组分的整体性和强度,从而获得更好的脱水定型效果。 本研究在一定程度上阐明了MPTES加固饱水木质文物后获得良好脱水定型效果的原理,在此基础上进一步认为,在饱水木质文物保护材料引入适度反应性的巯基等基团可进一步提高材料的脱水定型效果,这一思路在未来饱水木质文物保护材料的研发中具备良好的研究前景和应用价值。     

用甘露醇和PEG保护饱水木质文物的冷冻干燥法

本文描叙了出土饱水木质文物保护的一种新方法。这一方法是将饱水木质文物浸泡在甘露醇与PEG溶液中,而后进行冷冻干燥,它是对传统的甘露醇冷冻干燥法的改进与提高。该方法具有尺寸变化小、操作时间短、工艺简单等优点。     

一种饱水木质文物含水率无损检测方法的研究

含水率是评估饱水木质文物糟朽程度最常用的物理参数之一。目前含水率检测常用方法有烘干法、电阻法、近红外光谱法等,但这些方法或属于破坏性分析,或检测范围不适用。为寻找一种适用于饱水木质文物含水率的无损检测方法,基于饱水木材组成理论模型,建立了含水率与湿态密度、灰分含量三者之间关系,进而提出一种检测含水率的便捷方法——溶液密度法。采用上述方法对天长、淮北等地出土饱水木质样品含水率进行测试,并与烘干法测得标准值进行验证。结果发现两者数据较为接近,相对误差在10%以内,证明了该方法的可靠性。进一步研究发现,样品越糟朽,使用该方法获取的数据与标准值之间相对误差越小。说明该方法更适用于糟朽饱水木材含水率的检测。