基于表界面因素的文物彩绘褪色机理与显现加固

针对目前文物彩绘褪色机理不甚明晰、治理方法盲目、缺乏科学预见等问题，提出彩绘层孔洞和裂隙光散射导致文物彩绘褪色机理，并建立填充孔洞和裂隙的褪色彩绘显现加固新方法。围绕对彩绘清晰度影响的表界面因素，构建以水凝胶为连续相、以颜料粒子为分散相的彩绘层模拟样；通过冷冻干燥具有不同交联度、溶胀度、厚度的水凝胶，获得具有不同表面粗糙度、空隙尺寸、空隙密度及厚度等特征表界面样品；监测折光率、反光率、散射率、色度色差等光学参数；通过关联光学特性与表界面结构特性，揭示表界面因素对彩绘清晰度的影响规律。以对彩绘层亲和性好的成膜性高分子和渗透性好、挥发性小、折光率较高的高分子抗老化剂有效填充彩绘层裂隙，探索褪色彩绘有效显现加固新方法，期望从理论与实验结合上，证实表界面因素的文物彩绘褪色和显现机制。以此为根据，结合最小介入保持文物原真性和持久性的文物保护原则，为文物彩绘显现与加固提供具有普适性指导意义的技术支持。

项目研究背景: 文物彩绘褪色是一个特别普遍的现象。长期以来，文物彩绘褪色，尤其是考古现场刚出土彩绘文物在很短时间内很快褪色，常常被认为起因于彩绘文物遇空气见光使颜料氧化分解。这一遍认识与有颜料才有颜色的基本概念有关。事实上，材料的颜色不仅与材料物质组成有关，而且与材料表面微观形貌有关。本项目正是在文物保护实践及理论分析基础上，提出了与表面孔隙光散射相关的文物彩绘褪色与显现机理，并期望建立消除引起表界面散射因素的文物褪色彩绘显现加固新方法。紧紧围绕以上关键问题，按照项目提出的研究方案进行了系统性研究，证实了本项目提出的机理，以此为指导，建立了褪色文物彩绘显现加固新方法，并将其已应用于多项文物保护工程。基本完成了项目研究目标。.主要研究内容及结果：（1）围绕与孔隙及粒径相关的彩绘层表界面因素，构建了含颜料的多种光散射模型样。以有色水凝胶为连续相、以冷冻干燥形成的孔隙为分散相，获得了具有不同表面孔隙结构特征的差异性散射强度模拟样；建立了以有色多孔超滤膜为特征的彩绘褪色光散射模拟样；建立了以植物叶表面孔隙结构所特有光散射特征的彩色褪色模拟样；建立了以多种孔隙结构材料为载体，以负载纳米氧化物粒子光散射的彩色褪色模拟样。（2）揭示了表界面光散射因素对模拟样颜色的影响规律。以难挥发无色微量液体消除模拟样中的光散射界面，表征了引入液体前后的表面形貌、微相界面、表面反射光谱、色度色差，有效关联了模拟样颜色特性与表界面结构特性，揭示了“微相界面越丰富，散射越强，色彩淡化越严重”的基本规律，以及“引入液体折光率越大，消除散射能力越强，淡化颜色的显现越有效”的基本规律，且引入液体折光率与连续相折光率越接近，越能保持显现颜色的原真性。（3）建立基于消除光散射的褪色彩绘显现加固新方法，并已应用于多项国家级文物保护项目。. 项目科学意义：本项目首次从光散射角度阐释了文物彩绘褪色与显现机理。这一机理的揭示对纠正彩绘褪色仅与颜料分解有关的普遍错误观点、完善文物彩绘褪色机制、尤其对我国以矿物质颜料为主的褪色文物彩绘修复具有重要的借鉴与参考价值。目前，围绕本项目发表学术会议论文5篇，申报发明专利5件，合作出版工程报告3部。主要研究成果将在2016年陆续发表。