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冲个激光“澡”脏兮兮的文物光洁如新
作者:sladmin    点击次数:2815次    发布时间:2014-4-6

 

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工作人员在绵阳碧水寺用激光清洗机清洁文物

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激光机(激光器由北京镭宝光电技术有限公司提供)

        中国工程物理研究院研制出全国首台文物激光清洗设备

  ●笔一样的激光发射枪对着岩体来回“刷动”几下,黝黑的石壁顷刻变得光洁如新

  ●通过激光束的照射,污渍吸收激光的高能后,蒸发或膨胀剥离,从而起到清洁效果

  ●目前仅能对单色石质文物处理,在将来的研究中,有望实现对彩绘文物的清洁

  华西都市报记者刘念摄影吕甲

  在一柄激光发射枪下,跨越千年的石质文物“旧貌换新颜”,岁月侵蚀留下的污渍在一道道白光照射下,顷刻间灰飞烟灭。而文物本身毫发无损……

  近日,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心研制的激光文物清洗设备,通过专家组验收。这不仅是目前最为先进的文物清洗设备,也是全国首台应用于文物保护的自主产权激光清洗设备。

  效果黝黑石壁几分钟光洁如新

  11月22日上午,华西都市报记者来到绵阳碧水寺,这里一直香火鼎盛。长期的烟熏火燎,使得很多摩崖石刻被炭黑和其他污渍所侵蚀,变得面目全非。

  然而,记者在正殿门外的一只石羊背上,却发现了不同之处。一块长约10厘米、宽约4厘米的区域内,左边是长期侵蚀后变成的黑灰色,而右边则显得洁净许多,恢复了岩体的本色。

  “这就是激光清洗机清洁前和清洁后的效果对比。”中国工程物理研究院项目负责人袁晓东说,2009年,国家文物局启动“石质文物保护关键技术研究”项目,项目以云冈石窟为研究对象,石窟文物表面有害污物的清除,是项目的重点内容之一。一周前,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心和西安文物保护中心组成的项目组,使用研制成功的激光清洁设备,对这里部分摩崖造像旁的岩体进行了小范围清洗试验。

  在一段视频上,记者看到,工作人员身穿防护服,戴着护目镜和口罩,推着一个比电脑机箱略高的黑色“箱子”来到大殿内,用一支类似笔一样的激光发射枪,对着岩体来回“刷动”了几下。光照之处,原本黝黑的石壁顷刻间变得光洁如新,而整个过程只用了几分钟。

  原理文物和污渍吸收波长不同

  “这应该是目前国内最先进的文物清洁技术之一。”来自西安文物保护修复中心的齐扬说,目前国内外对石质文物表面的污染物,常见的清除方法包括化学清洗、蒸汽喷射清洗、粒子喷射清洗等,但这些清洁方式或多或少都对文物本体有影响。

  而激光清洗的原理,主要是利用文物本体与表面附着的污渍对某一波长的激光能量,具有差别很大的吸收系数。通过激光束的照射,表面的污渍吸收激光的高能后,发生瞬间蒸发或膨胀剥离,从而起到清洁的效果。而文物本体由于对该波长激光能量吸收极少,因此不会被损伤。

  对于专家而言,以前就曾用作光学元件清洁的激光清洗设备并不算什么新科技,但运用到文物保护领域,还是国内首次。

  前景有望解决乐山大佛“泪痕”

  “文物激光清洗仪器研制成功后,乐山大佛常年‘流泪’的现象有望解决。”四川博物院副院长韦荃说,由于历经1000余年自然风化,加上周边工业企业排放的废气、废水造成酸雨的腐蚀,乐山大佛脸上出现了黑色条纹,如同一行行眼泪,鼻子也已变黑。而这种现象,在四川乃至全国的大多数石质文物中都较为普遍。如今,有了这套清洁设备,这些附着在文物表面的有害污渍将可以一洗而光。

  解惑

  既能无孔不入又能精准打击

  一、如果污染物与本体材质接近,如何防止“误伤”文物?

  袁晓东说,污染物和本体材质接近的极端情况,在目前的实验中尚未出现。即使发现,也有两套“精准打击方案”:

  1、可以更换波长,只要材质颜色略有区别,对激光波长的吸收都不相同;

  2、在下一步聚变研究中,对受污染文物进行剖面分析,测算出污染物的覆盖厚度,然后采用激光“剥离”表面污渍。

  二、长期的侵蚀可能造成污染物渗入文物内部,对于渗透进去的污染物,能否清除?

  袁晓东说,由于激光为波长量级,可以说无孔不入。只要存在缝隙和细孔,激光都能射入清除污渍,这一点已在一些实际操作中证实。

  三、目前应用范围如何?

  目前通过对墨迹、烟熏、油漆、石灰4种污渍试验比较,发现对墨迹及烟熏去除效果非常好,但对石灰质地的污渍去除效果一般。

  此外,目前仅能对单色石质文物处理,在将来的研究中,有望实现对彩绘文物的清洁。(图由中国工程物理研究院所提供)


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