现代科技助力文物修复

2025-04-14 19:31:55

　　

　　日前，世界文化遗产大足石刻的代表性作品千手观音保护工程历时8年，顺利竣工，以“金碧辉煌”的面容重新与游客见面。其修复工作极为复杂，专家工作队首次将一些国际先进的现代科技运用到修复中，在高温潮湿环境下的彩绘造像保护等方面取得了成果。

　　在文物保护与修复领域，先进的现代科技越来越受瞩目，如X光探伤、红外热像探测、激光清洗、3D打印技术、三维视频显微镜观察等技术，近年来均取得突破。现代科技让文物修复工作者的工具箱里有了更多工具，为文物保护工作打开了更加广阔的前景。

　　红外热像探测主要应用在文物表面探测中，是唯一一种可以将热信息瞬间可视化，并加以验证的诊断技术。根据文物的热图显示分析判断文物保存状态及推测病理研究，红外热像探测技术借助其非接触、高效率、安全、直观形象等诸多优势获得了广泛关注。目前，红外热像探测技术在文物领域的应用主要是检测露天大型建筑、石窟、土遗址等毛细水的隐匿状况以及对文物保护维修效果的测评。

　　毛细水的迁移一直是危害文物保存的罪魁祸首，位于陕西的金川湾石窟是三阶教的刻经石窟，刻经的珍稀程度、数量之大应为现存的中国刻经石窟中最重要的石窟之一。但由PG电子通信于年代久远、毛细水的侵蚀，经文风化脱落现象越来越严重，局部已经出现坍塌，探索毛细水的来源及分布情况对保护石窟十分必要。

　　如果石窟不存在毛细水侵蚀，整个热图颜色是单一均匀的。从金川湾石窟主佛背部毛细水分布热图可以看出，图中红色区域为毛细水密集区，因照相时间为冬季，窟内温度在0℃以下，岩体内部毛细水趋向凝结的过程，在凝结过程中释放一定的热量使其周围环境温度明显升高，显示在热图为温度高的红色区域。根据热图不同颜色区域可以区分毛细水活动频繁的区域。

　　由于年代久远，现存的文物表面或多或少有不同程度的污染物，如烟熏、锈迹、霉菌、虫斑等。为了还文物以原貌，同时不损害文物本身，激光清洗被越来越广泛地应用到文物古迹的修复中。

　　激光清洗利用了激光光束的特性，一点能量就能升高污染物的温度，使污染物瞬间从文物表面剥离，从而实现对文物的清洗。更为重要的是，激光清洗是一种无害的清洗方式——文物表面的材质和附着其上的污染物对激光光束的吸收不同，这种区别使人们可以分辨污染物和文物表面材质，从而精确控制清洗所需的激光能量，做到既不伤害文物，又能清掉污染物。

　　前不久，克罗地亚斯普利特古城完成了一项历时10年的大型古迹清洗项目，用激光洗去了罗马帝国皇帝戴克里先宫积累了1700多年的污垢，让这座乳白色的古老宫殿焕然一新。

　　戴克里先宫建于公元4世纪，融东西方建筑风格为一体，拥有16座塔楼和4座宫门。令人遗憾的是，拱廊及石柱因年久早已发黑。19世纪末到20世纪中期，宫殿附近的几家水泥厂排出的烟灰和粉尘也让古建筑深受其害，大片的烟尘让建筑独特的风格和装饰物无迹可寻，某些部位积聚的污垢达几厘米厚。因此，激光被用作此次清洗宫殿的主要方法。建筑师戈兰·尼克希奇表示，这是克罗地亚乃至欧洲第一次如此大规模地使用激光清洗石质文物。

　　3D打印技术越来越受到公众的关注，这项技术已逐步被应用于文物修复。专家表示，“以前复制文物只能靠翻模，对文物总会有所损耗，现在直接打印出来，问题迎刃而解。”

　　哈佛大学闪族博物馆的两位研究人员通过3D打印技术成功修复了一个在3000年前被打碎的瓷器狮子。多年前，考古人员从位于伊拉克的古城约尔干挖掘出一座庙宇遗迹。据考证，早在3300年前，亚述人在进攻古城时，将这个庙宇中的神器统统砸碎摧毁，并且掩埋于地下。这只陶瓷狮子身体大部分已经损坏，只有前爪和后肢还保存完整。经过几轮筛选，他们认为，宾夕法尼亚大学所珍藏的一只同时代、保存完整的陶瓷狮子，与手头的残片有几分相似。于是，通过3D打印技术，他们克隆出了宾夕法尼亚大学的狮子，然后，将狮子切割成几个部分，与破损的陶瓷狮子进行拼合。接着，他们将拼合的结果输入数据库，以数字虚拟软件调整狮子的模型，再将模型打印出来细细揣摩。几经修改，反复打印模型，终于找到了合理的方案。

　　专家约瑟夫·格林说：“百年来，考古学家为了研究某个雕像，必须辗转世界各地。而现在，有了3D打印技术，我们足不出户就能把世界上任何角落的雕像‘打印’出来仔细研究。”

　　通过激光扫描技术，科学家发现，英国神秘的巨石阵实际上是青铜器时代早期的“艺术博物馆”，巨型石块上雕刻着大量的图案。这些巨型石块在阳光照射下可呈现出美妙的雕刻图案，就像现代博物馆一样。

　　激光扫描发现的71个图案是人类肉眼无法看到的。为了发现这些“隐藏”的史前雕刻图案，科学家们分析了850G数据，激光扫描仪记录了83个巨型石块表面数十亿个微型结构。当科学家剖离1至3毫米厚的风化层，石块上逐渐露出不同类型的图案。