赵丽娟（左二）指导团队成员进行实验。 四川日报全媒体记者 肖雨杨 摄
守望三星堆
●“保湿面膜”根据出土象牙的形状量身定做
● 这项技术在全国文物出土保护领域应用尚属首次
● 除了出土文物的保湿，水凝胶保湿技术还可用在医学等领域
随着三星堆新一轮6个祭祀坑考古发掘工作的进行，三星堆文化再次吸引了全世界的目光。3月21日，三星堆遗址考古发掘现场，超过170根象牙相继出土，这让文保专家们欣喜若狂。一根长约1米的象牙，被文保专家用一张透明状的物品覆盖于其外表，这是为了模拟象牙出土之前的湿度，从而保证象牙不会因为接触了空气而导致开裂、粉化。
这项保湿技术的发明者是四川师范大学化学学院教授赵丽娟，她和团队研发的“出土文物保湿技术”，在全国文物出土保护领域应用尚属首次，这种技术应用即使在世界范围内，也鲜有报道。
□四川日报全媒体记者 李寰
1 仿生技术 给象牙敷“保湿面膜”
近日，记者走进四川师范大学化学学院实验室。赵丽娟教授的实验操作台上放着两个透明的塑料盒子，盖子上贴着“保湿材料”几个大字，这正是出土古象牙的“保湿面膜”。“这个保湿材料是通过亲水高分子、甘油、抑菌因子等合成的水凝胶，含水量高达70%左右。”赵丽娟将这块科技含量十足的水凝胶递给记者，透明、无味，摸起来软绵绵的。正是这块水凝胶，让中国出土文物的保湿技术引起了业界的关注。
在此次三星堆古象牙出土现场，“保湿面膜”也首次出现在了公众的视线中，“面膜”是根据出土象牙的形状量身定做，将其全方位无死角覆盖，让每一寸“肌肤”都得到充分的滋润。
为什么要给出土象牙保湿？据赵丽娟介绍，由于象牙在地里沉睡了3000年以上，土壤环境相对比较潮湿，这是南方地区出土文物普遍面临的问题。这就需要打造与象牙沉睡千年的土壤类似的干湿环境，才能最大程度地保证象牙不被风化。当然，这也是摆在文保人员面前的难题，因为在全世界范围内，还没有非常成熟的保存象牙的方法，大家都是“摸着石头过河”，而赵丽娟团队研发的保湿方式，得到了现场文保人员的认可。
成都文物考古研究院馆员蒋璐蔓专门从事象牙保护，她在接受央视直播采访中对此评价：“这一次为象牙保湿，首次借助了医学上的仿生技术，运用保湿新材料，直接贴敷在象牙的表面，实现象牙与周围环境的初步隔离，隔离层内部水分不流失，外部空气也不会直接与象牙接触，相当于给象牙贴上了一层‘保湿面膜’、穿了一件衣服。”
2 模拟环境 解决传统难题
为了检验当前的这种方式是否能够为出土象牙保湿，经过批准，赵丽娟将少量“象牙残渣”带回了实验室，这是一团“黑黢黢”的东西，黏糊糊的。赵丽娟说，三星堆发掘现场，有一个坑里的象牙曾经被焚烧，再加上几千年的埋藏，象牙里面的有机物质已经被焚烧，因此文保人员对象牙表面进行清理的时候，打扫出来一堆“残渣”，而今后在象牙封存之前，“残渣”又会被粘贴到象牙的表面，以最大程度还原象牙出土时候的本来面目。因此，这些都是宝贝。
赵丽娟带回实验室的“残渣”，则是用来验证水凝胶保湿材料的湿度调节，以及含水量变化的。水凝胶对出土象牙的保护力度，在很大程度上可以通过这些“残渣”体现。
赵丽娟说，水凝胶只是整个材料的核心部分，其上面还有一层仿生皮肤，下面则有一层防粘层。水凝胶是整个防水材料的“核心竞争力”，具有保湿、锁水的功效。
“水凝胶”的功效就是模拟象牙埋藏在土里的湿润环境，为象牙在出土之后到封存之前这段“应急期”保湿。而仿生皮肤，则是模仿皮肤的原理，让出土的文物保持“呼吸”；防粘层，是为了防止水凝胶直接与出土象牙表面接触，控制了水分的释放，避免水分直接进入到象牙里。
通过调控水凝胶皮肤层的材料结构，控制水凝胶中水分的释放速度，进而调节保护文物的湿度，这是技术的核心所在。赵丽娟说，就像药物缓释一样，要逐步地、有节奏地释放药效；保湿则是同样的道理，不能太快，否则水分浸入象牙中，会导致象牙受潮；水分释放也不能太慢，否则会导致干裂。从象牙出土到封存，需要几个月时间。这段时间对出土象牙的保护，直接关系到封存之后的象牙保存质量。
在此期间，文保专家会不定期地对出土象牙进行观察、研究。这时候，“水凝胶”再次彰显了其优势。由于覆盖在象牙表面的水凝胶是透明的，因此，文保人员可以在无接触的情况下观察，避免了象牙与空气接触。
而按照传统的保湿措施，就会面临一些弊端。过去，文保人员一般会在出土文物上面覆盖一层棉纸，再在上面盖一层纱布，然后再盖一层海绵，最后铺上薄膜。除了薄膜之外，其余3种材料都没有保水性，一旦薄膜锁住的少量水分被蒸发，文物很快就会缺水。如果水分过多，则会导致反渗透，渗入到文物中。另外，文保人员只能揭开不透明的覆盖膜观察象牙，象牙与空气的反复接触，不利于象牙今后的封存。
3 中国力量 尝试破解世界级课题
除了研究出土象牙的保湿技术之外，赵丽娟还与成都考古研究院合作，对脆弱青铜器加固保护的材料进行评估。目前，这项技术已经广泛运用在金沙遗址、成都周边等多个出土青铜器的保护领域。
据成都考古研究院的一名研究员说，中国的考古发掘是从上世纪80年代大规模开始的，由于当时的技术条件有限，所以挖掘出来的文物保护措施不够。随着国家对文物保护的重视，文物出土之后的管理、保护成为科学家们的一个新课题，但出土文物保护也是一个世界级难题。
“青铜器在地下埋藏了若干年，表面已经氧化，如果没有好的保护措施，会加速青铜器的损坏，降低甚至失去观赏价值和研究价值。”赵丽娟说，基于这样的背景，她和团队从2017年开始从事该项研究。
以金沙遗址为例，20年前，大量的青铜器被挖掘出来，现代人有了欣赏古人智慧的机会。但当时用来保护青铜器的材料已经时隔多年，是否还能继续发挥保护作用？这就是赵丽娟和她的团队正在做的事情。
赵丽娟就是在实验室内，对青铜器的加固保护材料做“加速老化实验”，以评估保护材料的有效使用年限。“这项研究很有必要，如果材料已经失效，而没有及时对青铜器进行二次维修，就会导致青铜器的表面严重脱落，这样的伤害是无法逆转的。”赵丽娟介绍说。据成都市考古研究院研究员肖林介绍，赵丽娟团队正尝试破解这一世界级课题，他们正为文物保护贡献中国力量。
4 物尽其用 让水凝胶发挥更多作用
最近一段时间，赵丽娟的办公室可谓是门庭若市。很多科研机构、生产厂家都前来洽谈合作事宜。“水凝胶保湿技术不仅可以用于出土文物的保湿，还可以用在医学等领域。”据了解，最近，四川师范大学化学学院已经与四川大学华西医院烧伤整形外科合作，将水凝胶保湿技术用于伤口的修复上，目前在动物实验上已经取得了不错的效果，预计在未来几年时间内有望进入临床实验。
人的皮肤被烧伤、烫伤后会渗水，如果受到外界刺激，会不利于伤口的修复。如果把伤口包扎起来，则会导致伤口无法“呼吸”，会加剧伤情。而水凝胶具有吸收创面渗液的能力，吸收渗液后，敷料中的亲水性颗粒可形成类似凝胶的半固体物质，附着于伤口表面，提供并且维持有利于创面愈合的环境。同时，水凝胶有黏性，可以形成密闭创面，密闭的愈合环境能够促进微血管的增生和肉芽组织的形成，从而加速创面愈合。
此外，赵丽娟团队还尝试将水凝胶材料用在隆胸技术上。“很长时间，硅凝胶一直是隆胸界的重要材料，但是硅凝胶与人体组织之间有排异的可能性，而水凝胶与人体组织之间更加接近，因此排异的概率会小很多。”
5“多肉达人”把科研变成兴趣爱好
短发，干练，这是赵丽娟给外人留下的第一印象。“她的身上有一种韧劲，而且有一双发现科学的眼睛。”这是同事易龙飞对其评价。
其实，赵丽娟的科研之路也是相当曲折的。一直从事文物保护研究的她，从2017年就开始接触出土象牙的保湿研究。在此之前，象牙出土之后，经过应急处理便会采用有机硅进行封存，但是经过一段时间的观察之后会发现，保护材料会变黄，不利于文保人员观察以及对外展示。赵丽娟试图寻找一种透明材料用于出土象牙的保护。
“市面上有多种原材料，但是核心技术对含水率、水分释放速度的控制，只有将原材料与核心技术一一‘碰撞’，才有可能从无数种组合中寻找到最适合的方法。”
易龙飞说，那段时间，赵丽娟承受了巨大的压力，课题组有老师都试图放弃，认为这是“大海捞针”，但赵丽娟咬牙坚持着，经过两三年的实验，尝试了五六十种原材料，赵丽娟和她的团队最终解决了有机硅发黄的技术弊端，从而获得了此次为三星堆出土象牙保湿的机会。
3月21日，中央电视台对三星堆象牙出土进行现场直播。文保人员将一块由赵丽娟团队研发的“保湿面膜”敷在象牙的表面，并介绍说“首次借助了医学上的仿生技术……”赵丽娟喜极而泣。“不管在科研上遇到多少挫折，我们从未见她掉过眼泪，这一天，对她来说太不容易了。”易龙飞说。
每当有一点闲暇时间，赵丽娟总会去打理她的花园，上百盆多肉植物不仅是她的“宝贝”，更是科研的灵感来源。在种植多肉植物的过程中，她发现了多肉植物具有超强的锁水能力。“有时候一个月不浇水，多肉植物也非常‘饱满’，我很好奇其中的原因。”于是，赵丽娟把多肉植物搬进办公室，一时间办公室成了“植物园”。她通过一段时间对多肉微观结构的观察，发现多肉植物里的“孔”越靠近表皮越小，这样一来，水分不容易被蒸发，因此锁水性能良好。
“根据多肉植物锁水的原理，我们着手研究储能材料，这种材料可以将多余的热量吸收并储存起来，在需要的时候再将其释放，从而可以缓解能量供与求之间的矛盾，在太阳能利用、生态建筑、电力调峰、废热利用等领域都有非常广阔的运用前景。”目前，赵丽娟的这项研究成果已经在高水平期刊上发表。
主角名片
赵丽娟，四川师范大学化学学院副院长、教授，主要研究方向为多孔材料的结构设计与性能的研发，文物和功能涂层防腐性能研究。赵丽娟教授和团队的研究成果除了应用在文物保护方面，在民航飞机的金属层防护方面也有贡献。她先后主持国家自然科学基金2项，教育部项目1项，7项校企合作项目，发表高水平学术论文40余篇。
