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科技守護千年文化瑰寶——微生物礦化加固技術助力云岡石窟修復保護

2025-08-05 11:35:55 來源:科技日報  

  數年前,在位于大同市的云岡石窟第9窟前室,東列柱表面的砂巖已風化得如同酥糖般剝落,手指輕觸便簌簌掉落粉末。這是歷經千年風雨侵蝕的“傷疤”——不少造像存在表層粉化病害,傳統修復材料面臨強度不足、巖體兼容性差的難題,導致修復后頻繁開裂變色。

  作為“一部鐫刻在石頭上的史書”,始建于1500多年前的云岡石窟是中外文化、中國少數民族文化和中原文化、佛教藝術與石刻藝術相融合的文化藝術寶庫。如今,一場由微生物主導的“隱形手術”正為這座寶庫注入新的生機。

  重慶大學劉漢龍院士團隊與云岡研究院合作開展研究項目,正通過微生物誘導生成的“生物膠水”讓風化砂巖重獲新生。

云岡土著微生物樣本采集

  2024年10月,云岡研究院引入微生物礦化加固技術修復文物,目前已在室內試驗中取得初步成果。“窟內文物出現表層粉化等問題,傳統的無機修復材料存在加固強度較低、易老化變色等不足。”云岡研究院文物保護實驗室負責人說,借助微生物礦化加固技術,通過微生物生長繁殖和代謝活動,誘導礦物質沉淀,粉化砂體便可“長”成堅硬巖體。如今,文物保護進入新階段,要從搶救性保護向預防性保護轉變,就必須搞清文物劣化的深層機理。

  與傳統有機高分子材料相比,微生物礦化技術展現出獨特優勢:材料兼容性,生成的碳酸鈣/鎂與砂巖原生成分一致,肉眼幾乎無法分辨修復區域;環境友好性,全程無化學污染,菌種提取于賦存環境,符合文物保護“零添加異物”原則。

  技術賦能,云岡石窟的保護更加智慧高效。

云岡砂巖樣本采集

  目前,云岡石窟現存的45個主要洞窟以及5.9萬余尊大小造像已實現80%的洞窟全數字化保全,采集精度從最初的1厘米到1毫米,再突破至0.03毫米,最終建立起數據精度可達到8K的影像分辨率的“數字檔案”,為云岡石窟保護、修復乃至重建提供了強大支撐。

  云岡研究院智慧大數據綜合管理平臺對景區實施實時數據采集、監測管理、預測預警、應急指揮等綜合管理,并上線智慧停車、智慧票務、智慧講解等服務,方便游客游覽,統籌調度更靈活。目前,云岡石窟景區日最大承載量為4.6萬余人,瞬時最大承載量為1.4萬余人。

  暮色中,列柱在夕陽下泛著溫潤光澤。那些曾被認為不可逆的風化損傷,正通過微生物的“分子魔法”重煥生機。跨越生物、材料、數字技術的協同創新,正為世界文化遺產保護提供“中國方案”。

  (科技日報實習記者 董韓梓 綜合整理,受訪者供圖)


     

責任編輯: 吉政

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