古代壁畫膠結(jié)材料研究綜述

宋玉蘭

摘 要：古代壁畫是古人智慧的結(jié)晶，給后世帶來了深遠(yuǎn)影響。在后世對古代壁畫的探究中，膠結(jié)材料是學(xué)者研究的重點，作為應(yīng)用于古代壁畫中的主要繪畫材料，膠結(jié)材料作用鮮明，成分復(fù)雜，需要對其進(jìn)行深層次的研究。文章結(jié)合眾多學(xué)者的智慧對古代壁畫膠結(jié)材料進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：古代壁畫;膠結(jié)材料;研究綜述

膠結(jié)材料在古代被作為壁畫的繪畫材料，同時也是讓壁畫得以長期保存的固定劑，正是有了膠結(jié)材料，才能讓那些歷史悠久的古代壁畫得以流傳后世。經(jīng)過時間的洗禮，加上自然環(huán)境的改變及人為的破壞，流傳至今的古代壁畫或多或少都存在一些瑕疵，對古代壁畫的修復(fù)工作勢在必行。而作為古代壁畫的固定劑，弄清膠結(jié)材料對古代壁畫的作用，明確其組成成分，對古代壁畫修復(fù)工作有重大意義。

1 膠結(jié)材料的分類

膠結(jié)材料能夠穩(wěn)定壁畫中的色彩，讓古代壁畫能夠跨越時間界限歷久彌新。中國古代壁畫中常用的膠結(jié)材料可以分為以下幾類。

1.1 動物膠

在古代壁畫的創(chuàng)作中，由于科學(xué)技術(shù)的缺乏，人們不得不運(yùn)用自己的智慧，從大自然中取材，對日常常見動物的皮、骨、角、血液等部分進(jìn)行提煉，并加工成可用的膠結(jié)材料。運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來分析動物膠，就會發(fā)現(xiàn)其中主要成分為高分子量多肽，是膠原蛋白經(jīng)過熱變形作用與化學(xué)降解的產(chǎn)物。動物膠具有水溶性，在酒精中微溶，在有機(jī)溶劑中不溶解[1]。當(dāng)動物膠溶于水后，表面具有活性，且具有較高的粘度，在冷卻加工后會形成富有彈性的凝膠。由于這一特性，古人將其用作古代壁畫的膠結(jié)材料。在一般的蛋白質(zhì)中，肽鍵在酸性或堿性環(huán)境中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，而動物膠中的肽鍵則與之相反，在酸性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定性較差，更容易產(chǎn)生水解反應(yīng)，從而降低內(nèi)部分子量。當(dāng)動物膠中的肽鍵與霉菌和氧化劑（諸如高碘酸鹽、過氧化氯）等進(jìn)行化合時，動物膠分子鏈會出現(xiàn)斷裂的情況。但在pH值為5～7的環(huán)境下，動物膠中的膠原蛋白分子水解速度會大幅降低，低溫也可以形成折疊鏈區(qū)，繼而防御來自蛋白酶的攻擊。

1.2 植物膠

前文提到，古人在對壁畫進(jìn)行加固時，動物膠是主要選擇材料。但部分情況下難以尋求動物膠，古人便運(yùn)用自己的智慧，采用植物膠作為膠結(jié)材料。植物膠的主要組成成分為非晶態(tài)的多糖，是人們從植物體內(nèi)及植物排出液中提取而成。植物膠在水溫較低時能夠產(chǎn)生溶脹反應(yīng)，提高水溫便能夠使其溶解并加快溶解速度。但與其他蛋白質(zhì)材料相比，植物膠在水中無法形成粗稠的液體，不包括氮這一成分。植物膠在水中容易被分解，經(jīng)受不住高溫的炙烤，酸堿環(huán)境下其分子也會加速分解，微生物也會對其產(chǎn)生腐蝕作用。因此，在使用植物膠作為膠結(jié)材料時，可以加入適量的殺菌劑，提升植物膠溶液的穩(wěn)定性，從而確保植物膠的粘度[2]。古人在運(yùn)用植物膠作為膠結(jié)材料時，通常選擇阿拉伯膠、黃芪膠及桃膠等，這類植物膠都屬于碳水化合物類別，組成成分相同，結(jié)構(gòu)多為糖類中的非離子型樹脂，性質(zhì)基本相似。

1.3 油類及其他蛋白質(zhì)膠結(jié)材料

除了動物膠與植物膠外，古人也經(jīng)常使用油類膠結(jié)材料，主要包括桐油、亞麻籽油等。油類屬于脂肪酸中的甘油丙三醇脂，在常溫狀態(tài)下是液體，具有“雙”或“叁”不飽和脂肪酸，聚合為半凝固體。主要飽和酸有棕櫚酸和硬脂酸;不飽和酸有單不飽和油酸、“雙”不飽和亞麻油酸和“叁”不飽和亞麻油酸。早在13世紀(jì)的歐洲，亞麻籽油、罌粟油已經(jīng)被廣泛使用;16世紀(jì)，亞麻籽油在全世界普及程度較高，歐洲人民也開始選用亞麻籽油作為膠結(jié)材料。

除了以上所述的膠結(jié)材料，古人還采用了諸如酪素及雞蛋清等其他蛋白質(zhì)產(chǎn)物作為膠結(jié)材料。酪素是從奶制品中提煉出的磷蛋白質(zhì)化合物，富含多種氨基酸。雞蛋清在古代被稱為雞卵白，早在戰(zhàn)國時期古人就運(yùn)用雞蛋清作為壁畫的膠結(jié)材料。與其他材料相比，雞蛋清在生活中較為普遍，成本相對較低，且提煉技術(shù)也相對簡便，在中國古代是繪制重要性較低壁畫時主要膠結(jié)材料。受古人智慧的影響，我國學(xué)者在對古代壁畫進(jìn)行修復(fù)時也采用了雞蛋清作為膠結(jié)材料，樊再軒[3]等學(xué)者在修復(fù)莫高窟85窟壁畫時，采用蛋清作為主劑配制灌漿材料，完成空鼓部分的灌漿加固，取得了顯著的效果。劉強(qiáng)等學(xué)者通過合理的研究方式，了解了在雞蛋清作用下的含鈣化合物沉淀的生長情況，更進(jìn)一步說明了雞蛋清作為膠結(jié)材料的優(yōu)點。

2 膠結(jié)材料在古代壁畫中的應(yīng)用

在古代壁畫的繪制過程中，大多采用了無機(jī)礦物質(zhì)顏料，這類顏料相對來說具有較高的顆粒度，難以溶解于水中，如若通過強(qiáng)硬的手段將顏料與水進(jìn)行調(diào)和，顏料將會產(chǎn)生離析的現(xiàn)象，墻壁與顏料的固著力將會大大降低，整個壁畫就會難以著色，容易產(chǎn)生脫落的現(xiàn)象，壁畫的創(chuàng)作也就舉步維艱。在缺乏良好的科學(xué)技術(shù)條件下，古人充分運(yùn)用他們的智慧，將各類膠結(jié)材料加入顏料中。顏料本身并不具備粘結(jié)及擴(kuò)散能力，膠結(jié)材料又極易溶解于水，當(dāng)這兩者融合后，顏料能夠與水按照合理的比例進(jìn)行調(diào)和，繼而增強(qiáng)了墻壁與顏料的固著力，讓古代壁畫色彩明亮，歷久彌新，從而歷經(jīng)歲月摧殘而流傳后世[4]。在我國較為出名的壁畫中，諸如敦煌莫高窟壁畫、云岡石窟壁畫及龍門石窟壁畫等，都能發(fā)現(xiàn)膠結(jié)材料的良好應(yīng)用。

3 膠結(jié)材料的老化原因及合理保護(hù)

運(yùn)用膠結(jié)材料對壁畫進(jìn)行加固后，壁畫確實能夠保存千秋萬代，但在這個過程中自然環(huán)境的影響及人為的損害是難以避免的，古代壁畫流傳至今會出現(xiàn)各類病變癥狀，如顏料色彩的掉落、石壁表面的龜裂、石壁與顏料的剝離等。通過諸多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，如若添加較少膠結(jié)材料，會導(dǎo)致膠的粘合力度不夠，進(jìn)而導(dǎo)致顏料色彩的脫落;但如果添加較多的膠結(jié)材料，當(dāng)多余的膠結(jié)材料隨著時間推移而逐漸老化時，壁畫表面會產(chǎn)生龜裂、剝離等現(xiàn)象。從研究中可以看出，除去人為及環(huán)境因素，膠結(jié)材料的病變是壁畫被破壞的主要原因，膠結(jié)材料的種類及數(shù)量對于壁畫的保護(hù)有至關(guān)重要的作用。因此，在對破損古代壁畫進(jìn)行修復(fù)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)壁畫的實際情況選擇合適的膠結(jié)材料，并嚴(yán)格控制添加數(shù)量。膠結(jié)材料并不是萬能的，如同自然萬物，它也遵循自然發(fā)展的基本規(guī)律，那就是必將老化。也許這個時間較長，但為了能夠讓古代壁畫這一精神財富流傳千秋萬代，作為現(xiàn)代人的我們要弄清膠結(jié)材料的老化原因，并進(jìn)行合理保護(hù)。經(jīng)過諸多學(xué)者的調(diào)查研究，目前大致認(rèn)為膠結(jié)材料的老化原因有以下幾個方面：第一，自然環(huán)境的加速老化[5]。古人在創(chuàng)作壁畫時，都能夠考慮到自然環(huán)境的影響而為其選擇適合保存的地理位置，并最大化地避免當(dāng)?shù)亟涤?、冰雪、風(fēng)沙對壁畫保存帶來的危害。但在科技發(fā)展迅速的當(dāng)今社會，人類文明有了長足的進(jìn)步，與此同時帶來的是對環(huán)境的危害。全球變暖、水位上漲等環(huán)境問題，對古代壁畫的生存環(huán)境有極大的危害。受到這類環(huán)境問題的影響，本身為蛋白質(zhì)的膠結(jié)材料逐漸被各類細(xì)菌蠶食，同時空氣中酸堿度較古代明顯增加，膠結(jié)材料在此環(huán)境下也不可避免地走向老化。第二，人為因素的破壞。近年來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，也引發(fā)了人們對旅游的熱情，人們熱衷于到各類壁畫保護(hù)區(qū)進(jìn)行觀光游覽。但由于個人素質(zhì)參差不齊，人為破壞也較為嚴(yán)重。有的游客在壁畫上刻字，破壞了膠結(jié)材料內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，加劇了其老化速度。針對這類問題，我國出臺了相關(guān)的法律法規(guī)進(jìn)行監(jiān)督，并投入了大量的人力、物力對破損壁畫進(jìn)行修復(fù)。截至目前，全國的學(xué)者同心協(xié)力，努力創(chuàng)新壁畫修復(fù)技術(shù)，并與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，開拓出了許多新型的修復(fù)方法，極大推動了我國壁畫及膠結(jié)材料保護(hù)與修復(fù)工作的良好發(fā)展。

4 結(jié)語

膠結(jié)材料在壁畫的保護(hù)與修復(fù)中占據(jù)重要的位置，為了讓壁畫能夠流傳千秋萬代，應(yīng)當(dāng)深入研究膠結(jié)材料成分及特性，并在此基礎(chǔ)上努力創(chuàng)新保護(hù)與修復(fù)技術(shù)，讓古代壁畫能夠流芳百世，造福千秋。

參考文獻(xiàn)

[1]王倩，陶蓓蓓.古代壁畫中脂肪酸的氣相色譜-質(zhì)譜分析[C]//中國化學(xué)會.古代壁畫中脂肪酸的氣相色譜-質(zhì)譜分析，2017：11.

[2]李阿丹.莫高窟壁畫制作調(diào)膠工藝的模擬實驗研究[D].西安：西北大學(xué)，2017.

[3]樊再軒，陳港泉，蘇伯民，等.莫高窟第98窟酥堿壁畫保護(hù)修復(fù)試驗研究[J].敦煌研究，2009（6）：4-7+120+125.

[4]賈成思.基于凝膠法的古代壁畫表面加固材料的去除技術(shù)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2016.

[5]Yidong Zhang，Julin Wang，Hongli Liu，Xudong Wang.A non-destructive approach using MatLab software for morphology analysis of ancient mural deterioration[J].Studies in Conservation，2017（7）.