✍️写在前面
欢迎回到i-Weekends！
如果这周末恰好有空，推荐在北京的朋友可以前去参观敦煌研究院大展《文明的印记——敦煌艺术大展》。
这次展览在在展品数量上创造了记录，共展出文物、临本、现当代艺术家创作计280多组件（真的会大饱眼福），也因为众多的展品数量，我们可以感受到结构多元、内容丰富、古今集合的敦煌历史。
而敦煌与丝路也总是密不可分。敦煌是丝绸之路的咽喉，以丝绸为代表的中国古代文明经过敦煌，冲破了大漠冰峰、火洲风库的地理阻隔，开始向西域及中亚西亚各国传播。
今天的推送内容和丝绸有关——不是聊丝绸的种类和科普知识，而是介绍科技手段如何高质量修复出土的丝绸，让我们有机会触摸几千年前的经纬。
Enjoy，提前祝周末玩的愉快！
丝织品文物作为重要的文化遗产，对研究我国古代社会、历史、文化等方面具有重要价值。了解文保常识的人都知道，丝织品极难传世，因为其本身是蛋白质纤维，在真菌和细菌眼中是美味佳肴。即便幸存下来，也会长期在氧气和水解作用下严重变质，稍加触碰就“坍塌湮灭”。
在科学技术发展不够全面的时代，我过清理出土丝织品文物时常使用化学或物理方法虽然效果立竿见影，但这些化学制剂不仅会导致丝织品纤维中蛋白质的损失、丝胶部分溶解、丝素部分溶失、还会残留在纤维中造成二次损伤，并且会污染环境以及给文保工作人员的健康带来隐患。所以文物保护专家们在没有找到合适的修复方法之前，通常不敢“轻举妄动”，例如1972年长沙马王堆汉墓出土的西汉丝绸，就是因此被迫冷藏保存了20多年。
马王堆1号墓印花敷彩纱局部 ©中国考古网
有同样遭遇的还有马山M1号墓。1982年湖北荆州马山砖瓦厂发现了一座战国中晚期楚墓，虽然墓葬规模不大，但出土的丝织品数量多达152件，几乎包含了先秦时期服饰的主要织技种类，被称为出土古墓中的“丝绸博物馆”。中国古代章服文化的开山者，沈从文先生在看到这批出土的丝织品时，更是激动的表示：“这是我平生所见最壮观的文物之一！”。
马山M1号墓挖掘现场 ©中国考古网
当时还没有成熟的技术长期保护这批丝织品，为了减缓其进一步恶化，荆州文物保护中心修复专家吴顺清带队，为其量身打造了先进的封存设备——在综合考虑了导致丝织品损毁的多重因素（光照、氧气和不适宜的温湿度）后，设计了仿造高压氧舱形式的绝氧充氮不锈钢柜，虽然这批丝制品文物的现状得以维持，但是无法悬挂、折叠，只能安静的躺在那里。如何安全有效的清洗、修复这批丝织品，仍然是悬而未决的难题。 丝织品文物作为重要的文化遗产，对研究我国古代社会、历史、文化等方面具有重要价值。了解文保常识的人都知道，丝织品极难传世，因为其本身是蛋白质纤维，在真菌和细菌眼中是美味佳肴。即便幸存下来，也会长期在氧气和水解作用下严重变质，稍加触碰就“坍塌湮灭”。
从事文保工作的人员几乎都是化学专业出身，几乎无人想到从生物技术的角度去保护文物。随着时代的发展，学科间交叉融合渐渐成为加速科技创新的重要驱动力。 “捣衣砧上拂还来”，写的是映在洗衣木砧上拂不去的相思月光，而细菌所制的“捣衣砧”可以拂去蹉跎在丝织品文物上的时光。
工作中的吴顺清 ©中国考古网
2000年，荆州文物保护中心修复专家吴顺清带领科研团队，研发出一种特殊的丝织品“清洗液”，由生物表面活性剂、生物催化剂、乳酸杆菌和嗜热链球菌的发酵产物组成。
“清洗液”中的细菌可以“吃掉”侵蚀丝织品的微生物和矿化物质——将霉菌、血迹等有机污染物和结晶盐等无机污染物进行清除、转换、脱矿化等处理，又不会破坏丝织品，最终达到“清洗”目的。这种清洗技术有针对性地筛选出符合条件的菌株，再配合生物活性物质，对各菌群进行科学配伍，形成微生物共生态，清洗过程不仅更加环保 、安全, 清洗废液也无毒、易降解。
细菌生物清洁中的凤鸟花卉纹绣浅黄绢面绵袍 ©荆州之声
清洗文物后的下一项关卡就是加固修复。国际上一直以来不主张在保护和修复文物时，喷涂化学药剂，这种方法不但会造成文物色泽改变、还会因文物材料与化学制剂之间不同的收缩率，而导致不可逆的损伤。例如20世纪50年代，明定陵地下玄宫出土了几百件纺织品，其织造精美程度可以说旷世绝伦。但由于当时国内外文物保护手段有限，为了固化粘合这批破损糟朽的丝织品，使用了当时常用于文物修复的有机高分子胶黏剂甲基丙烯酸甲酯，使丝织品变硬变脆而损毁，成为考古史上悲怆惨痛的一页。
定陵发掘现场 ©腾讯网
鉴于此，吴顺清等文保专家们研制出一套详尽的检测方案，为后续采取正确的方法修复丝织品文物打下坚实的基础。具体来讲，主要利用扫描电子显微镜、热分析、红外光谱分析、X-射线衍射等仪器，对丝织品文物的降解特征做出系统研究，分析导致丝织品文物糟朽老化的降解原因
荆州文物保护中心工作人员用仪器查看丝织品文物的组织结构 ©新华社
他们发现，由于丝织品文物长期受复杂的地下环境的影响，从分子结构和分子构象的微观角度来看，丝蛋白的构象发生了变化，肽键断裂，碳-碳键断裂，结晶度变小，热稳定性变差等。文保专家们可以根据检测分析的结果，针对丝织品文物保护中的清洗、加固、修补等不同环节，筛选出不同的菌种“对症下药”。在明确了丝织品老化降解状况的理论依据后，经过反复试验研究，吴顺清的又一“细菌秘药”诞生了——他采用木醋杆菌纤维素加固丝织品文物，因为这种细菌纤维素具有良好的力学性能，在加固后可以保证具有良好的机械强度和柔软度，且这种细菌纤维素无色透明，基本不影响丝织品原有的图案与颜色。
光学显微镜下细菌纤维素原位加固丝织品 ©2019.igem.org另外这种细菌纤维素的组成物质是多糖，与丝织品的组成物质丝蛋白有本质区别，这也为文物修复中的可逆、可移除再处理提供了保障。后又通过大量的实验，有了突破性的进展——实现了细菌纤维素在丝织品表面的“纳米尺度的有序排列”，也就是说细菌纤维素能顺着丝织品的纤维生长，可以精密修复丝织品文物。例如马山M1号墓中出土的凤鸟花卉纹绣浅黄绢面绵袍，是墓主遗骸衣衾包裹第七层，在经过细菌的“清洗”、“缝补”后，质地柔软，并可以折叠，明艳不可方物。
修补前与修补后凤鸟花卉纹绣浅黄绢面绵袍 ©荆州之声
PS：由于可查资料有限，至于神奇的细菌如何像Photoshop的吸色管一样，“识别”了丝织品文物的色彩甚至纹样，智能的“生长”，高度还原、修复丝织品文物缺失的部分，我们还没有找到确切的答案。如果读者朋友们有独特的见解或对该研究方向有所了解，欢迎大家在评论区交流、解惑哦！这项利用细菌的转化和其代谢物，进行清洁、加固和修复的“古代丝织品保护生物技术”，在2004年荣获国家文物局颁发的“文物保护科学和技术创新”一等奖。同时吴顺清团队参加了全国范围内的“文物保护科学和技术成果展”，联合全国各地文保中心着手进一步立项研究，建立更系统科学的文物保护方法。这项技术推广应用后最具代表性的成果，是荆州谢家桥楚国一号墓出土的丝绸荒帷（棺罩），这是我国迄今发现的同时代保存最好、面积最大的丝绸荒帷。荆州文物保护中心耗时近四年，通过细菌生物技术进行清洗、加固、修补，将出土时粘连在一起如软泥般的荒帷，恢复为色泽饱满、花纹清晰的状态，还可以折叠、卷曲，全部铺展开来面积达44平方米。
展览中的荒帏 ©腾讯网
在2019年的国际遗传工程机器大赛(iGEM2019)中，武汉大学团队用生物技术修复“素纱禅衣”研究获得金奖。他们受文保专家吴顺清团队研发的木醋杆菌合成的细菌纤维技术的启发，把木醋杆菌中和细菌纤维素合成相关的基因，转入大肠杆菌这一常用工程菌中，使其具有产生细菌纤维素的功能。他们还在设计上加了光启动子，用他们设计的仪器对丝织品文物特定薄弱处进行照射，就能“启动”细菌开始修复、加固。同时，通过添加蛋白质多肽，能够使丝织品文物抵御霉菌污染和光损伤。他们的研究还得到了当年参与“素纱禅衣”修复的专家的认可。
试验中的武汉大学iGEM团队 ©2019.igem.org丝绸古道上常回响着温润悠远的驼铃声，一串隐在一串中。当地有一种说法：汉唐以前的古道上沙砾很粗糙，因为经历了丝绸的行走，这里的沙才变得无比的细腻，滑过指缝时就像丝绸在游走。那个时空里纺织的宝藏传递到我们的手里，科学家们突破创新，利用细菌完成清洁、保护、修复的全过程，这是细菌与时间竞速的胜利，同样也是细菌织就的伟大艺术。https://www.ashmolean.org/djed-djehuty-iuef-ankh-mummy#listing_155966_0https://www.telegraph.co.uk/culture/art/art-reviews/8921581/Ashmolean-Ancient-Egypt-in-all-its-glory.htmlhttps://www.sohu.com/a/394190611_616676https://www.ashmolean.org/professor-sarah-harper-mummified-child
