李玉虎：如何让面目皆非的档案文物奇迹般恢复原貌？

　　一、纸质档案原貌修复与保护

　　纸质档案是我们最常见的一种档案，其字迹与纸质材料的恢复与保护，是档案修复与保护的重要内容。

　　（一）褪变档案字迹恢复与保护

　　在全球各地的各类档案馆、图书馆里所发现的近代书写材料中，发生了严重褪变现象，如蓝墨水、圆珠笔、复写纸字迹严重褪色、扩散模  糊、无法辨认。对此，李玉虎教授的团队于1983至1998年完成了“褪变档案字迹恢复与保护”创新技术，能使模糊不清、无法辨认的字迹清晰显现原貌，能使容易发生褪变的字迹保持稳定。  

　　 

　　1.褪色蓝墨水字迹档案恢复与保护    

　　蓝墨水是近代以来由欧洲传入我国的—种蓝色书写材料，用“钢笔”或“蘸笔”书写。我国晚清以降至上世纪80年代的各个时期广泛使用  主要包括作家手稿、书信、笔记、各级各类会议记录、文件原稿、工程勘察记录、领导批示等，具有原始性、孤本性等特点，弥足珍贵。由于蓝墨水字迹材料与纸张结合体的化学特性，保存环境等因素影响，以蓝墨水书写的各类文件发生了严重裉色现象，有的模糊不清、阅读困难，有的消失殆尽、无法辨认，几乎失去利用价值。

　　早期的蓝墨水称为“铁盐墨水”,主要成分为鞣酸。写在纸张上，当时颜色较淡。酸性墨水蓝染料书写、渗入pH为6以下的酸性机制纸中，不易褪色。书写渗入含有偏碱性无机填料的纸张中后，其发色基团的“醌型结构”消失，转变生成“醇式甲基蓝”。在纸张pH为8.0以上时，字迹褪色消失殆尽。硏究发现，在褪色蓝墨水字迹中沉积磷钨酸钡，能使“醇式甲基蓝”转变为"酸性墨水蓝”,恢复发岀蓝色的"醌型结构″,并被磷钨酸钡吸附，形成耐光、抗氧化的蓝色色淀，显著提髙耐久性。

　　

　　从上世纪40年代卫生管理文件恢复加固与跟踪效果图可以看出，原先褪色的字迹不仅可以清晰显现，而且可长期保持稳定。

　　2. 扩散圆珠笔、复写纸字迹恢复与保护

　　圆珠笔是在上世纪初由匈牙利、美国、德国的发眀家历经40余年研究、改良形成的书写工具，以其书写流利、使用方便等特点受到普遍欢迎，广泛应用。复写纸也称为“拓蓝纸”,在上世纪初由英国发明家历经30余年研究、改良而成，用其一次手写数份完全相同的文件。但是，研制者当初力求使用方便、书写流利，忽视了其分散、粘合剂对字迹牢固、耐久性带来的影响，加上保管环境所致，大量圆珠笔、复写纸字迹发生扩散褪变，有的严重扩散、面目全非、阅读困难，有的甚至很难辨认，失去利用价值，严重影响了其作用的发挥。圆珠笔芯油墨与复写纸的色层浆料由染料、蓖麻油等不干性性植物油熔融而成，由于蓖麻油等植物油在纸张纤维发生滲化、扩散现象，使档案原貌模糊不清，甚至无法辦认。

　　（从图中可以看出，原来的一个字变成“一团”，难以辨认。）

　　本项目硏究了圆珠笔、复写纸盐基青莲、盐基品盐与不干性植物油沿纸张纤维扩散的成因与机理，硏制了由组合有机溶剂与硅胶G、硅藻土G等组成的一种糊状恢复剂，在此体系中，植物  油与染料、蜡的运行速率不同，能吸附去除扩散字迹部位的不干性植物油，使部分扩散染料收缩至笔划，使档案中严重扩散、模糊不清的圆珠笔、复写纸字迹恢复原貌，并得到加固。

　　

　　从这个上世纪公务文件圆珠笔字迹恢复效果图中可以看出，恢复过后的字明显更加清晰，而且具有较强的稳定性。

　　（二）修复过程中易损坏档案加固技术 

　　 我国国家重点档案相当部分处于濒危状态，数量巨大的记载重大历史事件的档案亟待修复保护，国家实施“国家重点档案修复保护工程”。国家重点档案修复保护工程的主要技术内容包括对破损、糟朽、酥解档案进行修裱和加固，普遍存在事关档案原件与原始信息存亡的3个瓶颈性难题，使大量濒危档案无法修复或已经损毁消失，长期未获解决。濒危档案修复中遇水，可能会面临水溶性染料字迹洇化消失、糟朽、酥解纸张浆化损毁、无机颜料与墨迹脱落消失三大难题。

　　汉冶萍档案在修复中，红色水溶性字迹严重洇化，永远消失。

　　以下这份日寇侵华档案已经严重糟朽、酥解，修裱中遇水会造成“纸浆化”,完全损毁。

　　

　　1.修复过程中防止水溶性字迹洇化扩散

　　壳聚糖是一种天然生物阳离子和聚合电解质，在酸液中呈阳离子性质。通过实验，我们可以观察到壳聚糖对染料色素分子的吸附作用。将圆形滤纸对半分为两部分，其中一半滤纸预先经过了壳聚糖保护剂处理。将其放入滴有红墨水的表面皿中浸泡十分钟，可以发现经过壳聚糖保护剂处理的部分颜色更深，吸附了更多染料色素分子。

　　

　　1939年书写的抗战歌曲手稿未进行预加固时，红色染料洇化，损毁原貌，经过预加固后再修复，原貌得以完整保持。

　　2.修复过程中防止糟朽纸张遇水成为“纸浆”

　　硏究发现在糟朽、酥粉纸张中沉积磷钨酸钡微量沉淀，能对糟朽纸张的降解纤维素以氢键交联加固，起到聚拢与粘附作用，使糟纸张遇水保持原型，避免成为"纸浆”,并增强其湿强度与韧性，保证完整修复。同时，磷钨酸钡还能与酸性大红G、曙光红A等水溶性 染料产生静电吸附，形成不溶于水、抗氧化的耐久色淀，修复时遇水不洇，保持原貌。

　　

　　清扬州八怪边寿民芦雁修复前纸张糟朽酥粉，2005年预加固后修复，完整再现原貌，酥粉纸张保型，避免僵化，2020年对其进行跟踪观察时，仍保持稳定。

　　3.铁盐墨水字迹腐蚀纸张脱酸加固与修复

　　铁盐墨水中含有腐蚀性的硫酸和亚铁离子，书写在纸张上后造成纸张严重酸化，铁离子对纸张腐蚀具有强催化作用，造成字迹笔划下纸张严重腐蚀脱落，损毁档案。如不及时对其进行抢救修复，将会导致大批铁盐墨水书写的档案信息自毁，这些“国宝级档案”将永远消失殆尽，给国家造成不可估量的损失，后果是难以弥补的。

　　纸张纤维素酸化降解和铁离子催化的双重腐蚀，铁盐墨水笔划以下的纸张发生严重糟朽、脆化、脱落。

　　以铁盐墨水书写的汉冶萍档案，字迹笔划发生严重糟朽脱落。

　　

　　通过对汉冶萍铁盐墨水档案的保存现状调研后发现，档案字迹处的纤维已经被严重腐蚀、粉化，若采用传统水溶液脱酸方法对该批档案脱酸，粉化的字迹碎片则会迅速“溶”于水中，所以，对该批档案进行水溶液脱酸是不可取的，再加上染料字迹遇水极易扩散，因此脱酸剂的选择最好采用有机试剂脱酸。

　　4.古代圣旨、诏书、家谱、佛经、书法、绘画修复因为脆弱颜料、墨迹脱落预加固

　　我国各类档案馆、博物馆馆藏元、明、清三朝的圣旨、诏书、家  谱、地契、佛经、书法、绘画是非常重要的宫廷档案、宗教档案、艺  术档案。在上述文化遗产中，相当部分已严重破损、污染、霉变，必须以传统工艺修复其形貌。由于颜料由于自身性能的原因及外界环境  的因素，在修复过程中遇水或摩擦时极易脱落和模糊扩散，严重破坏了其原始面貌，使其珍贵的原始作品永远消失。保证在修复过程中保持原貌，是急需解决的重要问题。

　　研究发现，氟氯乙烯—乙烯基醚—乙烯基酯一烯酸共聚物的多元化官能团能加固脆弱颜料、墨汁图形与字迹，增强其附着力与耐久性。在此基础上，研究发明了易脱落颜料、墨汁书写图形与字迹预加固剂，能防止修复保护中脆弱颜料、墨汁图形与字迹脱落，保持档案原貌。

　　福建省寿宁县档案馆藏清代七彩圣旨未经过预加固，经北京某著名修复机构修复后，七彩颜料字迹严重脱落，消失殆尽。

　　河南省档案馆藏清代七彩圣旨，在修复前字迹模糊，经过预加固后再去污，原貌得以完整再现。

　　5.古代绘画返铅病害治理

　　古代绘画颜料中使用的含铅原料，如铅白白色颜料，在保存过程中，铅的价态发生变化，白色变为浅黑色。团队发明了一种“偏碱性电解水无损去除”技术，能使变黑的色彩恢复原貌。通过现场制备强碱性电解水，将含有活性氧离子且pH值为11~13的强碱性电解水用毛笔直接蘸取涂覆于古旧绘画的返铅部位，擦拭至返铅部位的灰色或黑色消退殆尽，再用毛笔蘸取二次蒸馏水擦拭返铅部位。

　　清代李步瀛完成的侍女图，人物服饰、花卉已经大块地返铅变黑。

　　画经过修复后，颜色复原。

　　6.中国古代书法与绘画断裂、成渣病害治理与修复

　　古旧字画发生断裂、折条、成渣等顽疾被称为为“癌症”。针对这些问题，李玉虎教授的团队发明了三种技术来应对。

　　第一种是通过单向失水增强光散射，观察显现暗折条的技术；第二种是薄且柔韧纸与绢料加固明暗折条的“通料修补术”；第三种是以Mg(HCO3)2水溶液作为修裱浆糊稀释剂，对画芯光浆时实现纸张脱酸。

　　

　　康有为的书法作品在修复前断裂成渣、墨迹遇水易脱落。经过预加固后进行修复，其作品完整地保持了原貌。图示从左到右此次为修复前、修复后。

　　7.酸化、糟朽、战渣双面字档案纯棉网兼容性修复

　　我国和世界各地的档案馆、图书馆收藏1850-1970年间的报纸、期刊，使用“新闻纸”印刷，新闻纸含有木质素，耐久性差，发生了非常严重的酸化糟朽病害，一触即碎或已成渣，亟待耐久加固与脱酸。

　　研究团队项目选择耐久性能优异、具有丰富毛羽的超细天然棉线作为透光骨架，筛选制备出遇碱不聚合  特种可逆型聚乙烯醇，制备出加固棉网。

　　基于纸张湿胀干缩特性与加固展平的力学，需要磁条吸附无损弓形展平修复台，脱酸、粘合、叠压这些步骤在常温下一次完成，实现酸化、糟朽、脆化双面字档案同步脱酸与加固，保证了档案原貌清晰。下图为双面字档案棉网加固过程示意图。

　　下图为延安期间“建设旬刊”报纸修复效果对比图。

　　修复效果是不是很神奇！

　　二、感光影像档案修复与保护关键技术感光影像内容丰富，收藏广泛，我国晚清以降发生的所有重大历史事件和环境变迁等几乎全部用照片、照相底片、电影胶片记录，与近代以来的纸质文献、建筑、实物等相互印证，是极其宝贵的近代文化遗产。一幅历史名人的照片、一幅历史事件真实的场景照片，最能唤起历史研究者乃至公众的沧桑感。感光摄影还具有鲜明的科技内涵。照片、照和底片、电胶片不仅承载着巨大的社会信息，还是展示这一重大发明之鲜明科技内涵的一类形制特殊的档案，就其材质以及构造而言，不同时期的照片、胶片等感光材料受当时科学技术发展的限制，其形制以及结构构造等都存在着明显的差异，这些差异从一个侧面反映出不同时期科学技术的发展以及社会生产力的发展状况。

　　然而，由于由照片、底片、电影胶片等材料组成。世界各地的感光影像档案发生了严重的各类自毁性病害。照片主要病害有影像霉染、水浸、银镜、乳剂层疏松、酥粉、脱落等，使其影像模糊不淸、无法辦认，濒临自毁。对此，李玉虎教授及其研究团队也对感光影像档案修复与保护技术进行攻关。讲座中，教授介绍了关于模糊淡化黑白照片显现、醋酸综合症治理、霉变黑白照片修复与保护、划伤的电影胶片的修复、卷曲长幅合影照片档案增韧展平、感光影像档案保存环境六项关键技术。下面对模糊淡化黑白照片显现、感光影像档案保存环境两项关键技术做详细记录。

　　（一）模糊淡化黑白照片显现

　　研究发现，乳剂层疏松酥粉、霉变、银镜、污染、水浸等模糊不清的照片存在一种“空气、空隙—粒子、间隔”界面，对可见光的散射作用，导致了照片模糊不清。我们认为，黑白照片模糊淡化与酥粉病害并发，造成黑白照片模糊淡化的主要原因有：①银镜现象；②霉变；③乳剂层明胶疏松酥粉；④粘结纸张纤维；⑤水浸污渍。课题组从光学角度系统总结了其成因与机理，研究设计了以非挥发性液态稳定剂与高分子加固材料产生协同效应，填充消除该“界面”,消除光散射现象，形成稳定材料加固乳剂层的机理，研制了由非挥发性液态稳定剂和加固材料组成的显现加固剂，能使严重受损的黑白照片、颜料染色照片清晰显现原貌，耐久保存。

　　银镜现象指的是感光影像的银颗粒聚集导致的影像模糊；霉变指的是由于影像发霉等导致的影像模糊；乳剂层发黄酥粉指的是由于明胶膨胀与收缩反复进行形成微孔，或者遇到有害气体、浸泡导致乳剂层酥粉，导致的影像模糊甚至消失；粘结纸张纤维指的是纸沾到明胶表面导致模糊不清；水浸污渍指的是照片受到雨水和消毒液的浸泡，使得照片影像模糊。

　　银镜现象

　　

　　霉变

　　乳剂层发黄酥粉

　　粘结纸张纤维

　　水浸污渍

　　

　　颗粒尺寸大约为光波长的一半(0.2-0.4μm)时，光散射最强，但是随着颗粒尺寸不断地接近波长，光散射强度依然较强，而物体的颜色强度则不断减弱。当光与某些表面粗糙的物体如细粉末相互作用时，因形成空气、空隙一粒子、间隔界面，产生对入射光的散射以致使有颜色的物质失去原有颜色。由此，我们认为造成早期黑白照片模糊淡化的原因之一是由于在照片粗糙的乳剂层上形成了光散射。

　　基于上述研究基础，课题组认为只要消除该界面，就能重新显现出照片的原貌。课题组设想在模糊淡化黑白照片表面涂布高分子材料及其添加剂，填充并消除照片表面光散射界面就能使其原貌得到恢复。我们可以用一个例子来比喻光散射，玻璃是透明的，如果将玻璃打成粉末，由于光散射，它就不再透明了。 

　　根据这个设想，研发显现加固剂，主要成分为纳米材料与高沸点液态稳定剂、高分子加固剂和低毒高效的防霉剂。

　　添加显现加固剂之后，粗糙不平的乳剂层得到填充，光散射减少，宏观的影像就得以呈现了。

　　显现加固技术对模糊黑白照片的恢复颇有成效，可以解决照片由于银镜现象、霉变、乳剂层发黄酥松、粘结纸纤维、水浸污渍等各种问题导致的影像模糊，甚至从我们的视觉中消失的问题。

　　（二）感光影像档案保存环境研究

　　大量的考古发现表明：炭素可以使储存物品长久保持稳定，亦对与之接触的材料具有独特的保护作用。文献资料表明：炭素具有标准石墨结构相和非晶态碳物相，存在外径达47.5埃的笼状碳，这种特殊的结构使储存物品耐久收藏。

　　基于上述理论，本顼目研究了碳素环境对黑白照片耐久性的影响，结果表明碳素保存环境有利于黑白照片的耐久保存；硏究设计了醋酸纤维素酯胶片除酸耐久收藏盦，实验证明其有益于醋酸纤维素酯胶片的保存，并应用于中国第二历史档案馆缩微胶片保存。

　　

　　三、古代壁画、文物彩绘修复与保护关键技术研究中国古代文字陶瓶、墓志、竹简是研究中国古代书法的重要档案，出土的古代壁画、兵马俑是轰动全球的艺术品。上述档案与文物发生了风化褪色、霉变、粘结有害土锈、龟裂、起翘、脱落等自然病害，使其原始的历史与艺术信息正在消失。针对此现状，团队研究了修复与保护其原貌的系列科研成果。

　　（一）古代壁画、文物彩绘存在的自毁性病害

　　古代壁画、文物彩绘存在的自毁性病害主要有四种。

　　病害1：风化褪色

　　病害2：滋生霉菌与低等植物

　　墓室与馆藏壁画中相当部分被霉菌与低等植物腐蚀。唐墓壁画中唯一的唐安公主墓花鸟图出土时画面清晰，不到10年，几乎完全被霉菌腐蚀。古代壁画发生霉变，比档案更加严重。

　　病害3：粘结有害土锈

　　彩绘陶器粘结土锈严重，遮盖原貌。上世纪揭取壁画时，在粘结土锈的壁画上涂刷了桃胶，形成硬壳，造成结甲脱落。

　　病害4：彩绘层龟裂、起翘、脱落、酥粉

　　汉代陶俑彩绘层存在微米级裂缝，无预兆随时脱落。一些生漆彩绘出土时完整，出土后数天就起翘、卷曲、成渣。

　　上述病害使得文物彩绘承载的艺术风貌和价值严重受损，这一问题长期未得到系统解决。承载中华文明的文物彩绘在当代人手中永远消失，是三秦百姓、中华民族乃至全人类的损失。

　　（二）风化褪色的古代壁画、文物彩绘、文字的显现加固

　　通过扫描电镜可以发现，颗粒和微孔形成散射，导致色彩从我们视觉中消失，所以通过修复，文物的原貌还是有希望在重现的。通过观察古代壁画、文物彩绘风化褪色后其颜料、胶料层的微观状况，发现存在一种微米级的”空气（空隙）——粒子（间隔）”界面。这个界面使得链接颜料粒子间的介质，由胶料变为空气或者其他颗粒，颜料与空气及其它微粒折光率差异，导致对光的散射，使颜色饱和度降低，原貌淡化消失。另外，研究发现，有色固体表面颜色与散射有关，散射能力越强，颜色饱和度越低、颜色越模糊。基于上述研究，与照片显现恢复处理相似，团队研发显现加固剂，主要成分为两种高分子材料和两种非挥发性液态稳定剂。在对文物进行显现加固后，保留部分微孔，保留文物“旧”的感觉，避免过度修复。

　　下图为东汉彩陶显现加固效果（彩陶左半部分未经显现加固，右半部分经过显现加固）。

　　

　　（三）古代壁画、文物彩绘滋生霉菌与低等植物、粘结有害土锈的保护性去除

　　1.水溶性环氧去除方法

　　研究发现水溶性环氧B-63的乙醇溶液，能降低土锈与霉菌壳层的粘结力，以此建立了彩绘粘结普通土锈、滋生霉菌与低等植物的去除方法。土粒在乙醇介质中不易溶剂化，有利于团粒保形:水溶性环氧分子极性端吸附于土团粒表面，使其表面疏水性增强，团粒间作用力减小，硬质土锈松散，易于剥离。同时经水溶性环氧树脂乙醇溶液处理并去除土锈后，残留画层中环氧树脂B-63环氧基与加固液中明胶分子链上氨基发生交联反应，有利于提高彩绘层力学性能。通过水溶性环氧去除方法，可以对明胶彩绘层增锐，不改变土壤原有团粒结构，不与土锈和泥；还能提高颜料、胶料层的柔韧性和附着力，消除明胶棱角断裂纹，还能够克服明胶长时间的老化和起翘、龟裂现象。

　　下图为唐昭陵长乐公主壁画粘结土锈去除效果图：

　　下图是唐昭陵段简壁墓壁画土锈保护性去除效果图：

　　下图为故宫文华殿建筑彩画霉菌祛除修复效果图：

　　

　　2.硬质胶合土锈及粉化彩绘层上土锈与霉菌的保护性去除与显现

　　有些文物上的土锈、土、霉发生钙化，直接去除会伤其原貌，用RFC显现加剂处理，能使土锈与霉菌下的彩绘原貌完整量现，并得到加固。

　　（四）龟裂、起翘、脱落、酥粉文物彩绘层回位修复

　　针对汉代陶器、木器上生漆彩绘发生的大面积脆化、卷曲、脱落等现象，课题组从出土前后的环境由高湿缺氧突变为一般室内温湿度，导致彩绘层因力失衡等角度产生龟裂、起翘、脱落、酥粉的成因，从彩绘层与陶胎中含有的可溶性盐溶解与结晶析出对颜料胶料层微观力学作用研究了酥粉的成因。分别硏制了用于不同厚度生漆彩绘、胶料彩绘的回贴修复与增韧剂，建立了系统评价体系，并设计了回贴修复工艺，使大量严重脱落、  起翘的生漆彩绘、胶料彩绘得到了完整修复，恢复了其原貌。

　　下图为故宫绛雪轩建筑彩绘回贴显现加固效果图：

　　对于彩绘层的微米级龟裂缝，用超景深数码显微镜观察准确位置、研究精细回位修复工艺使其完全愈合，杜绝无预兆脱落。

　　（五）出土易损毁生漆彩绘陶器稳定保存装置研究

　　对龟裂、起翘彩绘层回位修复是不得已而为之，彩绘能在地下高湿缺氧的环境中存在数百、数千年。换一种思路，我们可以营造一种趋近于自然高湿缺氧的装置，在透明容器中自然等焓加湿，等压湿氮取代，形成稳定收藏与展示装置。

　　

　　看了这么多，您是否和小编一样被震撼、大有收获呢？李玉虎教授的研究团队真是妙手回春，原本面目皆非的档案文物，在他们手下奇迹般地恢复原貌，看着一张张修复效果对比图，仿佛在看魔术。一张张修复效果图背后，凝聚的是档案修复保护科研人员的心血与劳动结晶。

　　正如李玉虎教授所说，几千年的档案文字信息载体发展轨迹说明，社会生产力与科技水平的进步，促使、带动了档案文字载体的更新。新的档案文字载体适应了信息交流、文化传播的现实需求，旧的档案文字载体承载了前人的创造结晶、精神财富，越旧越有价值。档案原件的原始性状具有凭证作用与传承价值，一件古代或近现代书画艺术作品的真迹具有收藏价值、艺术价值、市场价值，其仿真复制品的价值则与其大相径庭。档案原貌修复与保护的唯一目标就是保护档案原始信息。”档案原貌修复与保护是国家记忆保护工程，是荫庇子孙的事业。让我们向每一位为此付出的档案人致敬！

　　演讲人：李玉虎

　　图片：李玉虎教授线上讲座PPT

　　记录、整理：李雪彤、旦增次央