丁羽帆：《现代材料分析检测技术和表面处理技术在石质文物考古和保护中的应用》&讲座通讯

2023年10月27日，由四川大学考古科学中心主办的“考古科学论坛”第二场在四川大学望江校区中国藏学研究所一楼会议室举行。丁羽帆博士主讲题目是《现代材料分析检测技术和表面处理技术在石质文物考古和保护中的应用》，四川大学历史文化学院李映福教授主持。

丁羽帆博士分享了近年来她的部分研究成果，主要讲述了巴塔利亚修道院石质文物研究保护情况，通过展示多种材料分析技术和表面处理技术，对巴塔利亚修道院石灰岩材质建筑材料溯源、劣化机理、清洁和保护研究进行了全面介绍。

丁羽帆博士的研究内容

巴塔利亚修道院是葡萄牙最具盛名的标志性古迹之一，是联合国教科文组织认定的世界文化遗产。现今面临严重的建筑表面恶化，橙棕色古锈、微生物腐蚀侵害等问题亟待解决。课题组采用岩相学切片观察、X射线衍射分析（XRD）、热重分析（TGA）、X射线荧光分析（XRF）等对修道院建筑所用石灰岩材料进行了溯源及化学矿物学特性研究，成功定位大部分巴塔利亚修道院建造及改建时材料产地，深入分析了这些岩石材料的理化性质，探索了此类建筑风化等的损伤机理，展示出新技术材料分析技术的优势。

岩相切片观察

通过采用微区X射线衍射分析（XRD）及变压扫描电镜等分析技术对修道院外墙和建筑浮雕表面橙色古锈劣化表征的研究可知，古锈的形成在不同区域有不同成因，与其使用的建筑材料密切相关。通过外墙病害样本DNA测序和扫描电镜能谱分析解析了石灰岩材质被微生物侵蚀的全过程。DNA测序技术对墙体表面地衣和细菌的种群鉴别表明城市环境污染中富含的氮磷元素、硫化物、有机分子等促进墙体表面生物生长，可加速生物机理对石质建筑的降解。

样品

等离子蚀刻技术可用于清洁处在早期微生物定植状态的石灰石块，并利用傅里叶红外光谱（FTIR）、变压扫描电镜、细胞活性指数（CVI）等评估等离子蚀刻抑制微生物侵蚀的能力。

等离子体蚀刻对早期生物侵蚀的抑制

该研究还采用四种不同照射模式的激光剥离烧蚀技术处理了修道院石灰岩上的地衣结皮，同时使用X射线衍射分析（XRD）、镶嵌切片、扫描电镜等多种手段比较效果和检测安全性，以得出最适宜的处理方案。

样品与激光仪器

最后，丁羽帆博士介绍了一种等离子沉积覆膜技术保护室外石灰岩文物的方法。经过酸溶液侵蚀、微生物培养、室外曝光等测试，使用傅里叶红外光谱（FTIR）及镶嵌切片扫描电镜能谱观察表征后，证实该薄膜在保护石材免受污染物和微生物等环境侵蚀方面作用明显。研究表明，该薄膜可在石材表面形成耐腐蚀涂层，可保护石材免受酸雨侵害、减缓微生物定殖过程。

总之，此讲座从多个方面介绍了扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、X射线荧光分析（XRF）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）等方法在石质材料溯源、劣化机理、清洁和保护研究中的应用情况。

四川大学电子信息学院院长冯国英教授进行了综合评议，她指出利用多种材料分析技术进行石质文物保护研究是一项非常前沿的课题，而且具有重要的应用价值和现实意义，期待后续与考古科学中心进行全面、深入、系统的合作，让业已掌握的激光技术在文物保护过程中发挥更多价值，共同推动中国文物保护事业发展。此外，参会师生聚焦多学科技术在文物保护中的应用等问题进行了深入讨论，探索更多手段助推先进技术从实验室研究走向实际文物保护应用场景。

冯国英教授点评

丁羽帆，2018年获欧盟玛丽居里奖学金于欧洲从事考古材料学研究，2023年获都灵理工大学材料学与埃武拉大学地质学双博士学位，现任四川大学考古科学中心专职博士后，主要从事文物劣化机理及文物保护方向的研究。通过材料分析方法与材料表面改性技术，开展石质文物科技考古、石质文物新型清洁保护方法的研究。以第一作者在《Environmental Science and Pollution Research》、《Corrosion and Material Degradation》 等期刊发表四篇考古文保方向研究论文，会议论文两篇。目前计划开展巴蜀地区石窟寺保护研究。