当代科技的使用是当前环球文物庇护的枢纽打破口。此中,文物激光洗濯手艺以其非打仗性、高精度、环保等特征,已成为文明遗产修复范畴的性东西。
激光洗濯手艺是操纵激光束与物资互相感化发生的光热效应或光力学效应,完成将质料外表净化物挑选性去除的非打仗式干净手艺。其中心道理能够归纳综合为“挑选性光热效应”,即差别物资对特定波长激光的吸取率存在明显差别。经由过程准确调控激光波长、能量密度和脉冲频次,能够到达精准去除净化物而不毁伤文物本体的结果。
20世纪70年月,美国科学家阿苏姆斯等人以为激光能够对现代壁画和雕塑等文物停止洗濯,并初次操纵激光对威尼斯的石质外表硬壳净化物停止一系列洗濯尝试,由此开启了激光洗濯手艺在文物庇护范畴的使用。进入80年月,跟着激光手艺的快速开展,欧洲列国开端将这项手艺使用于石质文物庇护范畴。法国亚眠大教堂、德国科隆大教堂、奥天时史蒂芬大教堂等天下出名奇迹的部门雕塑,都经由过程激光洗濯手艺重现了旧日的光荣。
颠末30余年的开展,当代激光洗濯手艺完成了从纳秒到飞秒级超短脉冲的手艺逾越,洗濯精度可达微米级。与传统洗濯办法比拟,激光洗濯具有性劣势:非打仗式操纵制止了物理磨擦毁伤、亚微米级精度合适庞大纹饰洗濯、无化学试剂残留有用制止二次毁伤、洗濯历程可及时监控等。这些特征使其成为当代文物庇护范畴的“精准手术刀”。
2000年以来,激光洗濯手艺在文保范畴多有胜利案例,此中,希腊研讨与手艺基金会电子构造与激光研讨所开辟的飞秒激光体系胜利肃清了雅典卫城大理石构件上的固执结壳,前后完成了雅典卫城帕特农神庙墙面雕塑、无翼成功女神殿弗里兹雕塑,和伊瑞克提翁神庙女像柱门廊屋顶等贵重文物的洗濯事情。除此之外,意大利OPTO公司的挪动式激光装备已普遍使用于庞贝古城壁画庇护、大英博物馆成立了完好的激光洗濯参数数据库……激光洗濯手艺在当下已成为天下文保范畴的主要手艺手腕。
在雅典卫城伊瑞克提翁神庙,6尊承载着2400余年汗青的女像柱曾深陷玄色结壳的腐蚀危急。这些大理石雕像曾历经三次修复,20世纪50年月雅典产业化加重带来的硫化物堆积,招致其外表被致密黑壳笼盖,细节逐步恍惚。2010年,卫城博物馆与希腊电子构造与激光研讨所团队,立异接纳1064nm红外与355nm紫外双波长激光组合手艺,精准分层剥离净化物。红外激光减少黑壳厚度,紫外激光肃清残留微粒,既制止了传统洗濯对大理石的毁伤,又奇妙躲避了基材变黄的风险。
克罗地亚斯普利特古城的戴克里先宫有1700多年的汗青,具有16座塔楼和4座宫门,位于宫殿中间的两条11米宽的拱廊大道吸收着天下各地旅客立足欣赏。但是,其标记性的乳红色拱廊与石柱因年月长远变黑,19世纪末至20世纪中期,四周的产业烟尘更使修建共同的气势派头和粉饰物无迹可寻,某些部位储蓄积累的污垢达几厘米厚。过于厚重的附着物使得传统的洗濯办法极易伤及修建本体,形成文物细撙节失。2010年起,本地文物庇护者创始性天时用激光洗濯手艺为这座4世纪罗马宫殿“洗去千年尘封”金年会官网,这是欧洲初次停止的大范围石质修建激光洗濯事情,全部工程耗时十年,展示了其在庞大场景中的手艺劣势。
2012年,法国卢浮宫展出了外表颠末激光洗濯的达·芬奇遗作《圣与圣安妮》,画中的3小我私家物被从烦闷、昏暗的色彩中“摆脱”出来。激光手艺精准去除净化物,使画面色彩重现细致条理,成为油画修复的典范案例。
意大利庞贝古城“奥秘庄园”的壁画因火山灰笼盖而班驳。激光穿透表层杂质,在不毁伤颜料的条件下,复原了壁画原本的绮丽颜色,被意大利文物庇护部分评价为“能均衡宁静性与结果的最好挑选”。
虽然激光洗濯手艺劣势明显,但其使用仍面对应战。在材质顺应性方面,差别材质承受激光洗濯后会有差别表示,好比在欧洲已成熟的激光洗濯石成品手艺,在洗濯中国的汉白玉质料时会呈现变黄的成绩。
2020年9月,在科学手艺部指点、文明和旅游部保举下,中国故宫博物院和希腊研讨与手艺基金会旗下的希腊电子构造与激光研讨所结合申请的“中国—希腊文物庇护手艺‘一带一起’结合尝试室”正式核准建立,创始了“一带一起”框架下文保科技立异的新形式。中希团队经由过程调理多波长组合或帮助试剂等方法对这一手艺难点攻关,经由过程超短脉冲(皮秒激光)手艺,削减热效应,制止基材毁伤。
除此以外,尺度化缺失是当前激光洗濯手艺推行的一个难点。差别文物需定制参数,以便差别部分展开实践操纵。上海大学与希腊IESL结合研发的激光全息散斑干预装备,可检测文物亚外表微裂痕,为病害预警供给量化根据。
当前,各类当代手艺开展疾速,激光洗濯与其他手艺的交融开展是一个主要的开展趋向。意大利庞贝古城项目中,激光与高光谱成像手艺联动金年会,不只让修复历程可量化、可追溯,更构建起“诊断—修复—监测”全流程办理,为手艺协同供给了规范,也为文明遗产的担当发扬注入科技动能。
激光洗濯手艺逾越时空,成为工具方文化对话的桥梁。文明遗产庇护既是手艺成绩,更是文化互鉴的理论。将来,跟着手艺的智能化与合作的环球化,激光洗濯手艺势必为人类文明遗产的永续传承注入更多聪慧与力气。