书画霉菌的激光清洗研究.pdf

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1、第29卷第2期应用激光Vo1．29，NO．22009年4月APPLlEDLAsERApril2009书画霉菌的激光清洗研究赵莹，陈继民，蒋茂华(北京T业大学激光工程研究院，北京100l24)提要采用波长为355nm的3倍频Nd：YAG激光器对纸本书面主要材料宣纸上产生的霉菌进行了激光清洗实验研究。清洗机理主要是利用激光光子与霉菌微生物大分子的相互的作用产生光分解效应以及热效应。实验的结果表明，选择适当的激光能量密度，可以实现对霉菌的清洗而不会损伤宣纸基底。激光清洗技术可以安全有效地去除宣纸上的霉菌。关键词激光清洗；霉菌；宣纸LaserCleaningofMildewOiltheChi

2、nesePaintingandCalligraphyZhaoYing，ChenJiming，JiangMaohua(CollegeofLaserEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，C^ina)AbstractI．asercleaningofthemildewonricepaperwithultravioletfrequencytripledNd：YAGlaserhasbeenstudiedinthispaper．Themechanismoflasercleaningistheablationandtherma

3、leffectthroughtheinteractingofphotonandmildew．Itisdemonstratedthatlasercleaning，whichwithappropriatelaserenergydensityandscanningtimes，canremovalthemildewformthericepaperwithoutanydamage．Keywords1aserremova；mildew；ricepaperO引言霉菌成为文物保护工作中的一项重要研究内容口。]。中国书画是可移动文物、传世文物、历史文物的激光清洗作为一种新型的清洗技术已经越来越重要组成

4、部分。宣纸是传统书写、绘画的主要材料。广泛地应用到各个领域。激光清洗是指把高能量的制成宣纸的主要原料是青檀皮和稻草。由于宣纸中激光束聚焦后照射一些物品的被污染的部位，使被含杂质较少，金属离子和酸性基团的含量也少，不易照射的物质发生振动、熔化、蒸发、燃烧等一系列复产生发色基因，所以具有良好的耐久性能。但是由杂的物理化学过程，可以使污染物最终脱离物品表于空气中存在着大量的霉菌孢子，在一定温度、湿度面，从而实现对表面污染物的清除一。国际上，激下，孢子在宣纸上萌发、生长，形成菌落。在霉菌的光清洗技术已经用于博物馆的文物保护。例如采用生长过程中，会分泌出各种水解酶(包括蛋白酶、脂调QNd：YA

5、G激光器(波长1064nm)清洗古麦西酶)，其中蛋白酶对文物结构中的某些物质具有分尼古的赫尔墨斯雕塑；采用准分子激光器清洗先知解破坏作用。有些霉菌存在内肽酶，能水解蛋白质以赛亚的肖像画16世纪伊斯兰羊皮纸矗。这些应分子内肽键，生成分子量较小的多肽类。有些霉菌用实例主要以清除文物表面的尘埃、泥土以及油画分泌出的酶，还能使文物物质结构中的大基团游离绘画表面老化清漆层为主。而对于我国纸本书籍字出来。造成文物的个别部位机械强度下降，有少量画中常用宣纸表面霉菌的清洗尚无相关的文献报道。色斑不易清除。霉菌分泌的有机酸，使纸质文物酸本文针对宣纸上产生的霉菌，采用波长为355nm的性加强，产生酸老化

6、，机械强度下降，纸质变脆，三倍频Nd：YAG激光器进行了清洗实验研究。从而缩短了纸质文物的寿命。另外，霉菌在繁殖过程l实验条件与方法中，还分泌出带色的物质，使文物表面出现了灰、紫、试样为在一定温度湿度条件下产生霉菌的书画棕、褐等不同颜色的斑点。如何控制和清除书画上的官纸基金项目：国家自然科学基金资助项目(项目编号：50575005)收稿日期：2008—10～30实验所用激光器采用德国LambdaPhsik公霉菌菌体是由微生物大分子组成一y。其细胞是司生产的PowerGator系列半导体泵浦固态激光种半透膜，菌体细胞的半透膜是由脂肪层和蛋白质器。其主要参数：波长355nm、脉宽(15±

7、3)nm、最构成的，内外两层是蛋白质，中间夹着脂肪层。在激W三高输出功率10。采用紫外激光器主要有以下光辐照下，霉菌吸收激光能量，温度迅速上升，达到个方面的优势一：是紫外激光器的波长较短能加工熔点以上，可导致霉菌瞬间时受热燃烧，发生气化挥很小的部件；二是紫外激光器进行激光加工时直接发。另外，霉菌内生物组织内含有大量的水分，水分破坏材料的化学键，具有很小的热影响区；三是大多吸收激光的能量会蒸发、汽化。当水汽化时，水蒸汽数材料能有效地吸收紫外光．具有更加广泛的