科技赋能让飞龙重现天际

改琦，是我国清代的画坛名家。现藏于长沙市博物馆的《改琦设色墨龙人物图轴》是他少数的传世之作：画中一条巨龙在九霄云外若隐若现，周围浓云翻滚，龙的形态被刻画得惟妙惟肖。这幅画将飞龙在天的气势淋漓尽致地呈现出来。

其实，这幅纸质画作曾因时间推移出现了严重的损蚀，研究人员通过修复技艺重现了它的雄奇威武。而在修复之前，研究人员需要对破损的画作进行一系列的分析检测。让我们一起来看看，研究人员是如何运用科技手段了解、保护这件文物的吧！

修复前（左）后对比图（供图/张兴伟）

纸张的主要原材料是植物纤维，但植物纤维的种类多样，每种植物纤维制造出的纸张各不相同。

植物纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素组成，其核心是纤维素。纤维素的含量直接影响纸张的质量和性能。

纸张的主要原材料是植物纤维

样品表面的纤维样貌图（供图/张兴伟）

样品纸张脱散和边缘断裂处的纤维图（供图/张兴伟）

样品背面编织的花绫及其断裂处的显微图（供图/张兴伟）

从化学成分来看，纤维素、半纤维素、木质素易水解、氧化，从而变黄，导致硬度和耐折度降低。纸张在制作过程中加入的碱、漂白粉、滑石粉、胶料等物质填料，虽然可以加强纸张的机械强度，但也影响了其本身的酸碱度。

《改琦设色墨龙人物图轴》的材质以纸张、纺织品、颜料和墨等有机质材料为主，容易在各种条件下分解，因此较为脆弱、不易保存。

温度上升，纸张中原有的水分蒸发，会造成其干裂、收缩、发脆变色、强度降低。温度过低，则会使纸张里的水分冰结，破坏纸张内部的结构链，减弱纤维强度，降低抗折、抗拉、抗裂、抗扯性能，缩短纸张寿命。

此外，温度的变化会使纤维热胀冷缩。这种情况下，附着在纤维表面的颜料或墨水会在重力的作用下脱落、褪色。

潮湿的环境不利于纸质文物保存，却有利于微生物、害虫滋生。纸张中的纤维为害虫提供了食物，一旦环境气候条件合适，虫害便会迅速蔓延，轻则蛀蚀成洞，重则将纸张啃食为碎屑。

另一个纸质文物“杀手”是有害气体。例如：空气中的二氧化硫溶于水，显酸性，严重影响纸张的机械性能，致使纸张变脆甚至酥化成粉末；空气中的氢硫酸具有很强的漂白作用，可使文字、绘画材料褪色。另外，空气中的粉尘也会悄悄地损害纸质文物。当粉尘附着到纸质文物上时，随着文物的被使用和翻阅，会摩擦纸张，使其起毛甚至穿洞，影响画面清晰度。

还有，一些粉尘中含有大量霉菌孢子，而文物又为霉菌孢子的传播和繁殖提供了极佳的场所，这都易使纸张发生腐烂。

貌似不起眼的光线，实际上也是文物受损的“元凶”。光的辐射热（通过电磁辐射的形式向外传递的热能）作用于纸张时，会引起纸张的物理、化学反应。当温度高于30摄氏度时，光会加速纸张变黄、脆化。

纤维形态观察图（供图/张兴伟）

用文物自行掉落的残渣或碎片，通过红外光谱分析、超景深显微观察、纤维成分组成观察等详细的“体检项目”，可以了解纸质文物的结构、病害成因，为保护修复提供依据。

科研人员使用便携式红外光谱仪，对花绫（书画装裱的一种材料）与纸张接合处掉落的碎屑进行了无损分析。通过图谱比对发现，纸张样品部分的红外谱图显示为皮纸特征，这与标准的纤维素成分相符；花绫部分的红外谱图显示为典型的丝、毛纤维特征。丝、毛纤维区别于棉、麻纤维的成分差异，在于其中的蛋白质成分。丝、毛结构虽然难以用红外谱图直接区分，但在传统书画材料认知中，花绫结构为丝纤维的可能性远超过为毛纤维的可能性。

科研人员还使用超景深三维显微系统，对样品的表面形貌、纤维结构与病害部分进行了观察与记录。

使用纤维分析仪对纸张中的纤维形态观察和测量。将分离、提取的纤维与碘-氯化锌染色剂作用后在显微镜下观察。

染色后的纤维为红棕色，多呈圆柱形。仔细观察可以发现，纤维壁上有明显的横纹，且纤维外壁附有一层透明胶质，端部尤为明显，由此可推断该样品纤维原料为桑皮或构皮纤维。由于未发现其他种类纤维，因此判断纸样为皮料。同时，也可以观察到纤维断裂较为严重。

使用酸碱度测试仪对纸张酸碱度进行检测，可判断文物是否存在酸化情况。经检测可知，该纸质文物的pH值在5.5～6.8之间，呈弱酸性。对存在酸化的文物进行保护修复时，应进行脱酸处理。

通过这些分析检测与测试试验，就能结合修复技艺对此件文物进行修复了——尽量选用与文物接近的材料，严格遵守“保持原状，材料可逆，最小干预”的文物修复原则，以及“远看无异，近观有别”的文物修复理念（对古画修复感兴趣的读者朋友，可以阅读《知识就是力量》2022年6月刊）。

红山文化玉龙（以下简称“红山玉龙”）是一件新石器时代的玉器，出土于内蒙古自治区翁牛特旗三星塔拉遗址。红山玉龙由墨绿色的岫（xiù）岩玉雕琢而成，高26厘米，呈“C”字形的蜷曲状态。

可以看出，这只玉龙吻部较长，微微向上弯曲，其双眼修长并凸起，龙背上的鬣鬃（liè zōng，颈上的长毛）向上飞扬。红山玉龙圆润无缺，造型生动，被誉为“中华第一龙”。

故宫九龙壁是一座背倚宫墙而建的单面琉璃影壁，位于北京故宫宁寿宫区皇极门外，建造于1772年。

在故宫九龙壁上，威风凛然的黄色正龙居中，其左右两侧各有一条蓝龙、两条白龙，其中，白龙呈上升姿态，蓝龙则摆出了向下的姿势。再向外，左右两侧分别有一对紫龙与黄龙，左侧两龙龙首相对，右侧两龙向背而行。

故宫九龙壁与山西大同九龙壁、北京北海公园九龙壁合称“中国三大九龙壁”。

鎏金铁芯铜龙是一件唐代文物，出土于陕西西安。鎏金铁芯铜龙的内芯为铁质，铁芯外层为铜，最外层则为鎏金镀层。

这条鎏金铁芯铜龙身体细长，龙身呈“S”形姿态，龙嘴张开，龙舌弯曲，其龙角紧贴头部，向后伸展。在它的下半身，龙爪朝天上蹬，龙尾則高高上扬、折向龙头上方。鎏金铁芯铜龙极富动感，生动展现出龙的灵动神韵。