活动当日,故宫对外展示了五个仪器——大样品室环境扫描电子显微镜、粉末X射线衍射仪、波长色散X射线荧光光谱仪、能量色散X射线荧光光谱仪和显微共聚焦激光拉曼光谱仪。据文保科技部主任史宁昌介绍,大样品室环境扫描电子显微镜,它的功能与放大镜相似,但放大倍数可达几十万倍,分辨率可达3.5纳米,还可对博物馆内几乎所有材质的文物进行显微观察和微区成分分析。
X射线衍射仪是进行矿物组成分析最有效的检测手段,可以利用它进行制作工艺、产地等研究工作。比如两个关于建筑琉璃瓦的有趣问题,都可用该射线仪进行破解:故宫早期到晚期的建筑琉璃使用了不同类型的原料;剥釉严重的琉璃瓦件,其胎体中的原料没有充分反应,烧结程度低,孔隙率大,因此受雨水等环境影响较大。
令人大开眼界的是显微共聚焦激光拉曼光谱仪,不仅可以测试分析故宫院藏古陶瓷釉、玉器及壁画上颜料的矿物组成,还可以测试分析高温釉瓷釉烧温度。还有波长色散X射线荧光光谱仪,可以测出釉中助熔剂K、Ca元素的变化,也就可以解释为什么南宋钙釉到钙碱釉的变化中,釉会增加一种迷人的玉质感。
目前,实验室正在对故宫考古发掘出土以及故宫收藏的青花瓷器标本进行无损研究。通过分析明、清不同朝代青花瓷器的元素组成,可揭示明清不同时期的青花瓷器采用何种青花料。如明代早中期多使用进口的苏麻离青,成化时期多使用国内的平等青,嘉靖万历时期使用了回青,而清代康熙、雍正、乾隆时期的青花使用了国产的青花料。正因为不同时期使用了不同来源的青花料,致使各个时期的青花瓷器呈现出鲜明的时代特征,而激光技术的加入称得上故宫“文物医院”的强大补充。
让文物长寿的有效途径
据单霁翔介绍,激光清洗技术在文保方面的运用,国内的兄弟单位也做过尝试,也有相关的设备。但要想真正把激光清洗技术用于文物本体,还需要大量的研究数据,例如何种波长的激光可以处理掉哪类污染物,这都需要前期研究和长期的经验积累,如果连清洗力度、强度都控制不了,对于文物的损害是难以想象的。这也是为什么要与希腊合作的原因。就激光技术在文保方面的应用,世界范围内希腊和意大利两个国家的技术相对纯熟。
电子结构与激光研究所是希腊研究与技术基金会下属的研究院所,在激光光学领域享誉欧洲。他们除了在石质文物、金属文物、建筑外墙污染的去除上经验丰富,同时在脆弱的有机质地文物激光清洗领域也有很多尝试,尤其是他们开发出的多种波长激光复合清洗技术,很好地解决了文物清洗效果与文物清洗程度之间的平衡问题。