趙麗娟(左二)指導團隊成員進行實驗。 四川日報全媒體記者 肖雨楊 攝
守望三星堆
●“保濕面膜”根據(jù)出土象牙的形狀量身定做
● 這項技術(shù)在全國文物出土保護領(lǐng)域應用尚屬首次
● 除了出土文物的保濕，水凝膠保濕技術(shù)還可用在醫(yī)學等領(lǐng)域
隨著三星堆新一輪6個祭祀坑考古發(fā)掘工作的進行，三星堆文化再次吸引了全世界的目光。3月21日，三星堆遺址考古發(fā)掘現(xiàn)場，超過170根象牙相繼出土，這讓文保專家們欣喜若狂。一根長約1米的象牙，被文保專家用一張透明狀的物品覆蓋于其外表，這是為了模擬象牙出土之前的濕度，從而保證象牙不會因為接觸了空氣而導致開裂、粉化。
這項保濕技術(shù)的發(fā)明者是四川師范大學化學學院教授趙麗娟，她和團隊研發(fā)的“出土文物保濕技術(shù)”，在全國文物出土保護領(lǐng)域應用尚屬首次，這種技術(shù)應用即使在世界范圍內(nèi)，也鮮有報道。
□四川日報全媒體記者 李寰
1 仿生技術(shù) 給象牙敷“保濕面膜”
近日，記者走進四川師范大學化學學院實驗室。趙麗娟教授的實驗操作臺上放著兩個透明的塑料盒子，蓋子上貼著“保濕材料”幾個大字，這正是出土古象牙的“保濕面膜”�！斑@個保濕材料是通過親水高分子、甘油、抑菌因子等合成的水凝膠，含水量高達70%左右。”趙麗娟將這塊科技含量十足的水凝膠遞給記者，透明、無味，摸起來軟綿綿的。正是這塊水凝膠，讓中國出土文物的保濕技術(shù)引起了業(yè)界的關(guān)注。
在此次三星堆古象牙出土現(xiàn)場，“保濕面膜”也首次出現(xiàn)在了公眾的視線中，“面膜”是根據(jù)出土象牙的形狀量身定做，將其全方位無死角覆蓋，讓每一寸“肌膚”都得到充分的滋潤。
為什么要給出土象牙保濕？據(jù)趙麗娟介紹，由于象牙在地里沉睡了3000年以上，土壤環(huán)境相對比較潮濕，這是南方地區(qū)出土文物普遍面臨的問題。這就需要打造與象牙沉睡千年的土壤類似的干濕環(huán)境，才能最大程度地保證象牙不被風化。當然，這也是擺在文保人員面前的難題，因為在全世界范圍內(nèi)，還沒有非常成熟的保存象牙的方法，大家都是“摸著石頭過河”，而趙麗娟團隊研發(fā)的保濕方式，得到了現(xiàn)場文保人員的認可。
成都文物考古研究院館員蔣璐蔓專門從事象牙保護，她在接受央視直播采訪中對此評價：“這一次為象牙保濕，首次借助了醫(yī)學上的仿生技術(shù)，運用保濕新材料，直接貼敷在象牙的表面，實現(xiàn)象牙與周圍環(huán)境的初步隔離，隔離層內(nèi)部水分不流失，外部空氣也不會直接與象牙接觸，相當于給象牙貼上了一層‘保濕面膜’、穿了一件衣服�！�
2 模擬環(huán)境 解決傳統(tǒng)難題
為了檢驗當前的這種方式是否能夠為出土象牙保濕，經(jīng)過批準，趙麗娟將少量“象牙殘渣”帶回了實驗室，這是一團“黑黢黢”的東西，黏糊糊的。趙麗娟說，三星堆發(fā)掘現(xiàn)場，有一個坑里的象牙曾經(jīng)被焚燒，再加上幾千年的埋藏，象牙里面的有機物質(zhì)已經(jīng)被焚燒，因此文保人員對象牙表面進行清理的時候，打掃出來一堆“殘渣”，而今后在象牙封存之前，“殘渣”又會被粘貼到象牙的表面，以最大程度還原象牙出土時候的本來面目。因此，這些都是寶貝。
趙麗娟帶回實驗室的“殘渣”，則是用來驗證水凝膠保濕材料的濕度調(diào)節(jié)，以及含水量變化的。水凝膠對出土象牙的保護力度，在很大程度上可以通過這些“殘渣”體現(xiàn)。
趙麗娟說，水凝膠只是整個材料的核心部分，其上面還有一層仿生皮膚，下面則有一層防粘層。水凝膠是整個防水材料的“核心競爭力”，具有保濕、鎖水的功效。
“水凝膠”的功效就是模擬象牙埋藏在土里的濕潤環(huán)境，為象牙在出土之后到封存之前這段“應急期”保濕。而仿生皮膚，則是模仿皮膚的原理，讓出土的文物保持“呼吸”；防粘層，是為了防止水凝膠直接與出土象牙表面接觸，控制了水分的釋放，避免水分直接進入到象牙里。
通過調(diào)控水凝膠皮膚層的材料結(jié)構(gòu)，控制水凝膠中水分的釋放速度，進而調(diào)節(jié)保護文物的濕度，這是技術(shù)的核心所在。趙麗娟說，就像藥物緩釋一樣，要逐步地、有節(jié)奏地釋放藥效；保濕則是同樣的道理，不能太快，否則水分浸入象牙中，會導致象牙受潮；水分釋放也不能太慢，否則會導致干裂。從象牙出土到封存，需要幾個月時間。這段時間對出土象牙的保護，直接關(guān)系到封存之后的象牙保存質(zhì)量。
在此期間，文保專家會不定期地對出土象牙進行觀察、研究。這時候，“水凝膠”再次彰顯了其優(yōu)勢。由于覆蓋在象牙表面的水凝膠是透明的，因此，文保人員可以在無接觸的情況下觀察，避免了象牙與空氣接觸。
而按照傳統(tǒng)的保濕措施，就會面臨一些弊端。過去，文保人員一般會在出土文物上面覆蓋一層棉紙，再在上面蓋一層紗布，然后再蓋一層海綿，最后鋪上薄膜。除了薄膜之外，其余3種材料都沒有保水性，一旦薄膜鎖住的少量水分被蒸發(fā)，文物很快就會缺水。如果水分過多，則會導致反滲透，滲入到文物中。另外，文保人員只能揭開不透明的覆蓋膜觀察象牙，象牙與空氣的反復接觸，不利于象牙今后的封存。
3 中國力量 嘗試破解世界級課題
除了研究出土象牙的保濕技術(shù)之外，趙麗娟還與成都考古研究院合作，對脆弱青銅器加固保護的材料進行評估。目前，這項技術(shù)已經(jīng)廣泛運用在金沙遺址、成都周邊等多個出土青銅器的保護領(lǐng)域。
據(jù)成都考古研究院的一名研究員說，中國的考古發(fā)掘是從上世紀80年代大規(guī)模開始的，由于當時的技術(shù)條件有限，所以挖掘出來的文物保護措施不夠。隨著國家對文物保護的重視，文物出土之后的管理、保護成為科學家們的一個新課題，但出土文物保護也是一個世界級難題。
“青銅器在地下埋藏了若干年，表面已經(jīng)氧化，如果沒有好的保護措施，會加速青銅器的損壞，降低甚至失去觀賞價值和研究價值�！壁w麗娟說，基于這樣的背景，她和團隊從2017年開始從事該項研究。
以金沙遺址為例，20年前，大量的青銅器被挖掘出來，現(xiàn)代人有了欣賞古人智慧的機會。但當時用來保護青銅器的材料已經(jīng)時隔多年，是否還能繼續(xù)發(fā)揮保護作用？這就是趙麗娟和她的團隊正在做的事情。
趙麗娟就是在實驗室內(nèi)，對青銅器的加固保護材料做“加速老化實驗”，以評估保護材料的有效使用年限�！斑@項研究很有必要，如果材料已經(jīng)失效，而沒有及時對青銅器進行二次維修，就會導致青銅器的表面嚴重脫落，這樣的傷害是無法逆轉(zhuǎn)的�！壁w麗娟介紹說。據(jù)成都市考古研究院研究員肖林介紹，趙麗娟團隊正嘗試破解這一世界級課題，他們正為文物保護貢獻中國力量。
4 物盡其用 讓水凝膠發(fā)揮更多作用
最近一段時間，趙麗娟的辦公室可謂是門庭若市。很多科研機構(gòu)、生產(chǎn)廠家都前來洽談合作事宜�！八z保濕技術(shù)不僅可以用于出土文物的保濕，還可以用在醫(yī)學等領(lǐng)域�！睋�(jù)了解，最近，四川師范大學化學學院已經(jīng)與四川大學華西醫(yī)院燒傷整形外科合作，將水凝膠保濕技術(shù)用于傷口的修復上，目前在動物實驗上已經(jīng)取得了不錯的效果，預計在未來幾年時間內(nèi)有望進入臨床實驗。
人的皮膚被燒傷、燙傷后會滲水，如果受到外界刺激，會不利于傷口的修復。如果把傷口包扎起來，則會導致傷口無法“呼吸”，會加劇傷情。而水凝膠具有吸收創(chuàng)面滲液的能力，吸收滲液后，敷料中的親水性顆�？尚纬深愃颇z的半固體物質(zhì)，附著于傷口表面，提供并且維持有利于創(chuàng)面愈合的環(huán)境。同時，水凝膠有黏性，可以形成密閉創(chuàng)面，密閉的愈合環(huán)境能夠促進微血管的增生和肉芽組織的形成，從而加速創(chuàng)面愈合。
此外，趙麗娟團隊還嘗試將水凝膠材料用在隆胸技術(shù)上�！昂荛L時間，硅凝膠一直是隆胸界的重要材料，但是硅凝膠與人體組織之間有排異的可能性，而水凝膠與人體組織之間更加接近，因此排異的概率會小很多。”
5“多肉達人”把科研變成興趣愛好
短發(fā)，干練，這是趙麗娟給外人留下的第一印象�！八纳砩嫌幸环N韌勁，而且有一雙發(fā)現(xiàn)科學的眼睛�！边@是同事易龍飛對其評價。
其實，趙麗娟的科研之路也是相當曲折的。一直從事文物保護研究的她，從2017年就開始接觸出土象牙的保濕研究。在此之前，象牙出土之后，經(jīng)過應急處理便會采用有機硅進行封存，但是經(jīng)過一段時間的觀察之后會發(fā)現(xiàn)，保護材料會變黃，不利于文保人員觀察以及對外展示。趙麗娟試圖尋找一種透明材料用于出土象牙的保護。
“市面上有多種原材料，但是核心技術(shù)對含水率、水分釋放速度的控制，只有將原材料與核心技術(shù)一一‘碰撞’，才有可能從無數(shù)種組合中尋找到最適合的方法�！�
易龍飛說，那段時間，趙麗娟承受了巨大的壓力，課題組有老師都試圖放棄，認為這是“大海撈針”，但趙麗娟咬牙堅持著，經(jīng)過兩三年的實驗，嘗試了五六十種原材料，趙麗娟和她的團隊最終解決了有機硅發(fā)黃的技術(shù)弊端，從而獲得了此次為三星堆出土象牙保濕的機會。
3月21日，中央電視臺對三星堆象牙出土進行現(xiàn)場直播。文保人員將一塊由趙麗娟團隊研發(fā)的“保濕面膜”敷在象牙的表面，并介紹說“首次借助了醫(yī)學上的仿生技術(shù)……”趙麗娟喜極而泣�！安还茉诳蒲猩嫌龅蕉嗌俅煺�，我們從未見她掉過眼淚，這一天，對她來說太不容易了�！币堬w說。
每當有一點閑暇時間，趙麗娟總會去打理她的花園，上百盆多肉植物不僅是她的“寶貝”，更是科研的靈感來源。在種植多肉植物的過程中，她發(fā)現(xiàn)了多肉植物具有超強的鎖水能力�！坝袝r候一個月不澆水，多肉植物也非�！枬M’，我很好奇其中的原因。”于是，趙麗娟把多肉植物搬進辦公室，一時間辦公室成了“植物園”。她通過一段時間對多肉微觀結(jié)構(gòu)的觀察，發(fā)現(xiàn)多肉植物里的“孔”越靠近表皮越小，這樣一來，水分不容易被蒸發(fā)，因此鎖水性能良好。
“根據(jù)多肉植物鎖水的原理，我們著手研究儲能材料，這種材料可以將多余的熱量吸收并儲存起來，在需要的時候再將其釋放，從而可以緩解能量供與求之間的矛盾，在太陽能利用、生態(tài)建筑、電力調(diào)峰、廢熱利用等領(lǐng)域都有非常廣闊的運用前景�！蹦壳�，趙麗娟的這項研究成果已經(jīng)在高水平期刊上發(fā)表。
主角名片
趙麗娟，四川師范大學化學學院副院長、教授，主要研究方向為多孔材料的結(jié)構(gòu)設計與性能的研發(fā)，文物和功能涂層防腐性能研究。趙麗娟教授和團隊的研究成果除了應用在文物保護方面，在民航飛機的金屬層防護方面也有貢獻。她先后主持國家自然科學基金2項，教育部項目1項，7項校企合作項目，發(fā)表高水平學術(shù)論文40余篇。
