本报讯 近日,中国科大手工纸研究组对不同老化模式下传统手工竹纸的吸湿行为特性进行深入研究,研究成果发表于《文化遗产杂志》。
纸张作为主要的书写载体在人类文明发展进程中发挥重要的作用,大量保留至今的古籍、手稿和书画等文物具有珍贵的艺术、科学等价值。然目前我国大量的竹纸文物已产生严重的老化糟朽问题,亟待保护。
由于纸张纤维含有丰富的亲水基团,对水分等极性溶剂具有较强的亲和力。在长期的自然存放过程中,纸张与空气中的水分不断发生作用,对文物的寿命产生严重影响。
该工作首次利用动态水蒸汽吸附方法研究了自然老化与人工老化竹纸的水分吸附行为,基于Guggenheim-Anderson-deBoer(GAB)与Hailwood-Horrobin (H-H)等温吸附模型探讨老化竹纸的水分吸附特性的变化规律,并通过相关检测方法分析老化竹纸的微观结构状态,阐明其吸湿性质变化的内在机理,为探讨竹纸类文物的最佳保存湿度条件以及制定科学合理的保护修复方案提供理论依据。
研究结果表明,老化作用并未改变竹纸的水分吸附机制,但在老化过程中竹纸内部羟基等亲水基团的相对含量下降,造成纸张表面的有效吸附位点减少,从而影响其单层吸附和多层吸附能力。此外,老化竹纸的物理结构遭受破坏,一定程度上影响了纸张的毛细吸附能力。由于自然老化竹纸的纤维破裂程度较大,产生新的孔隙结构是其毛细吸附能力高于未老化和人工老化样品的重要原因。根据竹纸吸湿-解吸最低速率的湿度范围(40-50% RH),及其单分子层饱和吸附的对应湿度(50% RH),竹纸类文物的储存湿度条件应控制在50% RH附近,有助于保持纸张的稳定性。
博士研究生谭静为论文第一作者,陈彪副教授与丁延伟教授级高级工程师为论文的共同通讯作者。(科技史与科技考古系)