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到了陝西西安,大家首選打卡地通常是被譽為(wei) “世界第八大奇跡”的秦始皇陵兵馬俑。
其實,秦俑最初深埋於(yu) 地下時,並不像今天看到的那般“灰頭土臉”。考古資料表明,秦俑原是通體(ti) 施彩,有朱紅、粉綠、赭等10多種顏色。經過兩(liang) 千多年的深埋,那些保存下來的顏料出土後15秒就開始變化,4分鍾內(nei) 就完全脫水、起翹、剝落,有的則遺留在泥層上。因此,我們(men) 看到的秦俑都已失去了色彩。
秦始皇帝陵博物館曾舉(ju) 辦“真彩秦俑”展覽,展出了大量彩繪的陶俑、陶片等,讓秦俑的色彩保護與(yu) 研究工作進入了大眾(zhong) 視野。實際上,秦俑的製作過程蘊含著許多化學星空体育官网入口网站。
化學解碼秦俑色彩
秦俑可看作是由土坯層、生漆層和彩繪層組成的陶俑。有專(zhuan) 家推測,燒製秦俑的材料取自附近的紅膠泥,也稱紅黏土,紅黏土的主要化學成分有三氧化二鋁(Al2O3)、二氧化矽(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)等,它們(men) 的大部分化學成分在950℃-1050℃的溫度下脫去結晶水,形成更加堅硬牢固的陶俑。
據媒體(ti) 報道,工作人員還在秦俑的顏料中分析出一種尚未在自然界中發現的紫色顏料——矽酸銅鋇(BaCuSi2O6)。這對研究我國古代顏料史具有重大意義(yi) 。
研究表明,秦始皇陵秦俑的彩繪層中含有的色彩元素主要有,炭黑、粉紅、朱砂、中國藍、中國紫以及石綠。
黑色的盔甲——炭黑,主要元素就是不定型碳(C),用來勾勒人物的線條特征。
粉紅的皮膚——骨白[Ca5(PO4)3(OH)],一般是由動物骨骼在1000℃左右的高溫下燒製而成。
五彩的服飾——朱砂(HgS),呈紅色;矽酸銅鋇(BaCuSi2O6)呈紫藍色,反應溫度較低就生成中國紫(BaCuSi2O6),反應溫度超過1050℃即變成中國藍(BaCuSi2O10);石綠[CuCO3∙Cu(OH)2],呈淺綠色。
也就是說,最初的秦俑不僅(jin) 有著五顏六色的盔甲和衣服,還有著粉紅的皮膚、修長的眉毛,甚至還有工匠繪畫的大雙眼皮。色彩下的秦俑神采奕奕,氣勢磅礴。此外,有報道稱,在秦俑的製作中,還發現了一種由雞蛋和動物膠組成的有機蛋白粘合劑,以及無機混合陶粉,它們(men) 被廣泛用於(yu) 秦俑製作中的填補、粘接、抹平等工藝。有機組分蛋白粘合劑與(yu) 無機組分陶粉在性能上相互取長補短,使該複合材料實現了單一材料不能達到的綜合性能。
秦人尚黑,秦俑身上為(wei) 何會(hui) 有如此絢麗(li) 的色彩?可以猜測的是,這與(yu) 當時秦代社會(hui) 開放、盛世的局麵有很大關(guan) 聯性。他們(men) 以天然礦物質為(wei) 原料,不斷創新,為(wei) 世人展現秦代社會(hui) 的色彩世界,呈現他們(men) 的朝氣蓬勃。
化學助力秦俑恢複神韻
由於(yu) 秦俑已在地下埋藏千年,大部分彩繪層會(hui) 在出土時瞬間失水脫落,許多剛出土的絢麗(li) 秦俑在一瞬間失去光彩。因此,為(wei) 留住“真彩”,秦俑色彩的修複技術成為(wei) 相關(guan) 工作人員的研究重點。
目前,保護彩繪層的常用方法是采用抗皺縮劑和加固劑聯合保護,在保住秦俑表麵色彩的同時,減緩褪色速度。其中,聚乙二醇主要發揮抗皺縮劑角色,聚氨酯乳液發揮加固劑作用。
聚乙二醇可以替換生漆層當中的水分,使其保持濕潤,防止秦俑表麵的漆層因失水而產(chan) 生皺縮現象,起到保持彩繪層平整的作用。就像女性使用的一些麵膜中含有聚乙二醇,也是在發揮保濕的作用。
聚氨酯乳液作為(wei) 加固劑,能夠增加生漆層與(yu) 陶體(ti) 之間、生漆層與(yu) 彩繪層顏料顆粒之間的黏合力。這種加固處理技術使彩繪更加牢固地附著在秦俑表麵,最大程度地保護秦俑這一珍貴的曆史文化遺產(chan) 。
隨著社會(hui) 科技發展,秦俑身上的秘密越來越清楚地呈現在公眾(zhong) 的眼前,如研究人員利用X射線熒光光譜儀(yi) 、X射線衍射光譜儀(yi) 、氣相色譜-質譜法等儀(yi) 器,實現了秦俑結構的確定與(yu) 還原。借助化學儀(yi) 器,未來一定還可以揭開更多的秘密。
(作者鄒曉川係重慶第二師範學院生物與(yu) 化學工程學院教授,伍鈺茜和隆炎霓均係重慶第二師範學應用化學專(zhuan) 業(ye) 本科生)
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