谈谈文物保护材料体系建设

来源:中国文物报
作者:牛青

近日,国家自然科学基金首次发布文物联合基金,涉及文物保护材料的设计与评价,再次反映了文物保护材料研究的重要性,但如何建设文物保护材料体系是一个需要系统思考的问题。在当前文物保护工作中,材料正日益成为比肩工艺、技术、人才的核心要素之一。尤其在面对复杂多变的环境和愈发脆弱的文物时,我们越来越感受到,材料是决定文物保护效果的物质基础。因此,有必要跳出“材料就是材料”的传统认识,将其放置到更宏观的系统中进行重新审视。

文物修复如何用对材料

不仅要明白材料是否有效,更要知道为何有效、在哪有效、对谁有效、能持续多久。从这个角度看,材料并不是孤立存在的工具,而是处于一个完整的体系之中:包括设计研发、适用性评价、原位应用测试、使用反馈与更新迭代。

遗憾的是,我们今天在文物保护领域最常遇到的问题,并不是没有材料,而是用得不准、用得不稳、用得无效。问题的根源,不在于某一种材料的优劣,而在于我们缺乏对材料系统性管理的意识和机制。随着文物保护材料研究逐渐深入,该领域到了需要建立体系的时刻。

本文由此出发,对当前文物保护材料体系的来源结构、评价方法和管理机制进行系统思考,并提出未来可能的建设路径。我们希望推动的,不仅仅是用对材料,更是用对材料的方式。

“借”来的材料,不一定适合文物体质

在当代文物保护实践中,大多数常用的材料其实并非为文物而生。这些材料最初往往源于建筑、航空、化工、生物医药等行业,是通过跨界借用的方式被引入到文物修复工作中的。可以说,当下文物材料选用的主流模式,是“借用”而非“原创”。这种模式在初期是必要的,也一度带来了显著技术进步。但随着使用经验的积累,人们逐渐意识到:借来的材料,易被滥用且不一定适合文物体质。它们本身不是为文物而设计,甚至缺乏对文物材质反应机制的考量。一些材料短期内看似有效,实则在几年后出现老化、变色、失效,甚至对文物本体造成新的损害——这类“用错药”的教训,在保护实践中屡见不鲜。1958年可溶性尼龙首次应用于埃及的文物加固,效果显著,之后被广泛应用于陶器、壁画、纺织品等文物保护。20多年后,学者发现曾用作保护材料的可溶性尼龙不再可溶,且表面变黑、发黏、吸附灰尘难以去除,造成了惨痛的教训。

与此同时,自主研发的文物专用材料并未能形成有力的替代体系。虽然近十年来不少高校、科研机构设立了专门的文物材料研究课题,研究内容也覆盖了有机无机、天然合成、新型复合等多个方向,但实际转化率始终偏低。一些材料研究重论文、轻落地,研发初衷是成果发表或专利申报,而非一线文物需求。甚至有部分文物材料专利,仅停留在概念层面,未经过系统验证或现场试用,申请之后即被搁置,年限一过自动失效。资料表明文物保护材料专利3年后的有效率不足25%,材料不缺“出生证”,缺的是“资格证”。

更关键的是,材料的研发机制与文物系统的实际需求之间,缺乏有效沟通与协作。在科研主导的机制中,往往由化学或材料科学家提出课题,再在模拟样品上测试性能;而修复师、文博单位等使用端则很少参与材料设计、验证或反馈。这种“实验室内设计—现场被动应用”的流程,导致科研成果与文物现场之间形成结构性撕裂。文物保护需要什么材料,并未成为研发的第一推动力。

唯有正视材料来源的系统问题,构建真正面向文物本体的材料评价与更新路径,我们才能从拿来主义的材料阶段,迈入“对症施药”的治理阶段。

材料适配性、科学性和有效期

一味依赖材料来源的“多”和研发成果的“新”,并不能自动解决文物保护中的核心问题。真正决定修复效果的,是材料能否适配文物本体、能否稳定发挥作用、能否经得起时间考验。

适配性:实验室到现场的过渡。文物保护材料在实验室中往往拥有完美的性能曲线:强度提升明显、渗透深度理想、成膜均匀、耐候性优良……但一旦进入现场,表现却可能大打折扣。原因在于实验室与现场之间存在不可忽视的结构性差异,因此许多材料虽然在实验数据中合格,但实际应用中出现了如涂层发黄、粘接失败等现场反应,直接影响文物安全。这种脱节背后,反映的是材料适应性验证机制的缺失。

科学性:知其然知其所以然。很多材料在现场有效,但我们不知道它为什么成功;也有的材料无效,但我们不知道它为什么失败,这是当前材料应用中较为危险的环节。如Paraloid B72可用作加固、粘接、封护材料,是文物保护领域应用最广泛、历史最久的人工合成高分子材料,直到去年才有学者揭示了其泛白机制,其在高湿环境中易泛白而无法使用。材料在文物上的行为并非表面成膜那么简单,它涉及材料与文物基体之间的微观界面反应:是否形成物理结合?是否存在化学键合?是否诱导晶体转变?这些问题关系到材料是否真正稳定、是否会产生保护性破坏。但遗憾的是,目前许多材料并未开展系统性的作用机理研究。部分修复项目中选用的材料甚至连成分组成都未完全公开,更无后续深入分析。没有机理研究的材料使用,或许短期“缓解病症”,但长期副作用未知,这对文物而言存在潜在风险。

有效期:工程结束不是研究终止。在文物保护中,大多数材料使用后就“结束了”:工程验收即交付,材料长期表现无反馈、无档案、无再评估。实际上,材料的真正考验是时间。是否随季节膨胀收缩?是否三年后褪色或变脆?是否会影响未来再修复?这些问题无法在实验阶段得出结论,只能通过系统的长期服役评估来回答。例如超疏水材料可用于石质文物防水封护,实践证明其效果优异,但在露天环境中有效期较短,还可能引发表层剥离的问题。沧州铁狮子的教训也值得我们牢记。目前,我国尚缺乏统一的文物保护材料使用跟踪机制,许多材料“服役即失联”,更无公开的材料效果数据库可供行业参考。

为破解上述三重困境,需要构建材料评价体系。

建立现场适配性验证机制。材料推广前应在典型环境和典型文物类型上进行试点,收集适应数据,搭建作用机制研究平台。由科研机构牵头,借助材料化学、界面科学等工具,深入开展材料在文物表面/内部的反应研究。长期效果追踪与反馈档案制度。所有重要工程所用材料应登记备案、建立效果观测点、形成监测报告,回馈给研发单位与行业平台。建立国家级文物保护材料数据平台。记录材料性能、使用项目、现场评价等数据,供行业共享、动态更新。只有实现材料使用的全流程追踪与评价,我们才能真正从应急用药迈向安全用药,建立可持续、科学化的体系来支撑材料决策。

构建文物保护材料体系四大核心机制

文物保护不是一次性的修缮,而是一项面向历史与未来的长期责任工程。材料的使用,也不应仅仅是一个选购行为,而应成为一个被持续管理、科学监督、动态优化的体系性事务。

研发与需求联动机制。科研端不应自说自话,文博端也不能被动接受,二者应共同构成材料设计的靶向模型。标准与准入机制。所有材料须经过统一测试与适配验证,进入适用名录,实行分类管控、定向使用。适配验证与现场反馈机制。每一次应用都应成为一次试验,每一项保护工程都应沉淀为可参考的数据。动态淘汰与优化机制。材料体系不是选一次用十年,而应随着使用反馈、环境变化和技术进步不断更新换代。

国际上,不论是欧洲强调标准先行的体系、日本依靠经验与传统的工匠模式,还是韩国结合现代技术与专家评议的综合路线,其实都已走在将材料使用制度化、体系化的路上。我国近年来在政策、标准和科研平台上也迈出了坚实步伐,文物保护材料正从“谁研发谁决定、谁用谁负责”逐步走向“全行业共同监督、共同优化”的新阶段。未来,应考虑设立专门的文物保护材料评估中心或国家级材料数据平台,统一归集材料测试数据、使用情况和反馈评价,形成具有权威性、开放性、可检索性的信息系统,让每一个材料的生命史都可追溯、可对比。材料不只是实验室成果,也不是施工清单的一项,它是保护决策链条的关键连接点。

文物不可再生,材料不可乱用。我们不仅要用对材料,更要建立对的材料使用机制。只有以体系建设思维来研究文物保护材料,我们才能真正为历史负责,为文物谋安,为未来留证。

(作者单位:西安市文物交流中心)

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