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到了陜西西安，大家首選打卡地通常是被譽(yù)為“世界第八大奇跡”的秦始皇陵兵馬俑。

其實，秦俑最初深埋于地下時，并不像今天看到的那般“灰頭土臉”?？脊刨Y料表明，秦俑原是通體施彩，有朱紅、粉綠、赭等10多種顏色。經(jīng)過兩千多年的深埋，那些保存下來的顏料出土后15秒就開始變化，4分鐘內(nèi)就完全脫水、起翹、剝落，有的則遺留在泥層上。因此，我們看到的秦俑都已失去了色彩。

秦始皇帝陵博物館曾舉辦“真彩秦俑”展覽，展出了大量彩繪的陶俑、陶片等，讓秦俑的色彩保護(hù)與研究工作進(jìn)入了大眾視野。實際上，秦俑的制作過程蘊含著許多化學(xué)知識。

化學(xué)解碼秦俑色彩

秦俑可看作是由土坯層、生漆層和彩繪層組成的陶俑。有專家推測，燒制秦俑的材料取自附近的紅膠泥，也稱紅黏土，紅黏土的主要化學(xué)成分有三氧化二鋁（Al2O3）、二氧化硅（SiO2）、二氧化鈦（TiO2）等，它們的大部分化學(xué)成分在950℃-1050℃的溫度下脫去結(jié)晶水，形成更加堅硬牢固的陶俑。

據(jù)媒體報道，工作人員還在秦俑的顏料中分析出一種尚未在自然界中發(fā)現(xiàn)的紫色顏料——硅酸銅鋇（BaCuSi2O6）。這對研究我國古代顏料史具有重大意義。

研究表明，秦始皇陵秦俑的彩繪層中含有的色彩元素主要有，炭黑、粉紅、朱砂、中國藍(lán)、中國紫以及石綠。

黑色的盔甲——炭黑，主要元素就是不定型碳（C），用來勾勒人物的線條特征。

粉紅的皮膚——骨白［Ca5（PO4）3（OH）］，一般是由動物骨骼在1000℃左右的高溫下燒制而成。

五彩的服飾——朱砂（HgS），呈紅色；硅酸銅鋇（BaCuSi2O6）呈紫藍(lán)色，反應(yīng)溫度較低就生成中國紫（BaCuSi2O6），反應(yīng)溫度超過1050℃即變成中國藍(lán)（BaCuSi2O10）；石綠［CuCO3?Cu（OH）2］，呈淺綠色。

也就是說，最初的秦俑不僅有著五顏六色的盔甲和衣服，還有著粉紅的皮膚、修長的眉毛，甚至還有工匠繪畫的大雙眼皮。色彩下的秦俑神采奕奕，氣勢磅礴。此外，有報道稱，在秦俑的制作中，還發(fā)現(xiàn)了一種由雞蛋和動物膠組成的有機(jī)蛋白粘合劑，以及無機(jī)混合陶粉，它們被廣泛用于秦俑制作中的填補(bǔ)、粘接、抹平等工藝。有機(jī)組分蛋白粘合劑與無機(jī)組分陶粉在性能上相互取長補(bǔ)短，使該復(fù)合材料實現(xiàn)了單一材料不能達(dá)到的綜合性能。

秦人尚黑，秦俑身上為何會有如此絢麗的色彩？可以猜測的是，這與當(dāng)時秦代社會開放、盛世的局面有很大關(guān)聯(lián)性。他們以天然礦物質(zhì)為原料，不斷創(chuàng)新，為世人展現(xiàn)秦代社會的色彩世界，呈現(xiàn)他們的朝氣蓬勃。

化學(xué)助力秦俑恢復(fù)神韻

由于秦俑已在地下埋藏千年，大部分彩繪層會在出土?xí)r瞬間失水脫落，許多剛出土的絢麗秦俑在一瞬間失去光彩。因此，為留住“真彩”，秦俑色彩的修復(fù)技術(shù)成為相關(guān)工作人員的研究重點。

目前，保護(hù)彩繪層的常用方法是采用抗皺縮劑和加固劑聯(lián)合保護(hù)，在保住秦俑表面色彩的同時，減緩?fù)噬俣?。其中，聚乙二醇主要發(fā)揮抗皺縮劑角色，聚氨酯乳液發(fā)揮加固劑作用。

聚乙二醇可以替換生漆層當(dāng)中的水分，使其保持濕潤，防止秦俑表面的漆層因失水而產(chǎn)生皺縮現(xiàn)象，起到保持彩繪層平整的作用。就像女性使用的一些面膜中含有聚乙二醇，也是在發(fā)揮保濕的作用。

聚氨酯乳液作為加固劑，能夠增加生漆層與陶體之間、生漆層與彩繪層顏料顆粒之間的黏合力。這種加固處理技術(shù)使彩繪更加牢固地附著在秦俑表面，最大程度地保護(hù)秦俑這一珍貴的歷史文化遺產(chǎn)。

隨著社會科技發(fā)展，秦俑身上的秘密越來越清楚地呈現(xiàn)在公眾的眼前，如研究人員利用X射線熒光光譜儀、X射線衍射光譜儀、氣相色譜-質(zhì)譜法等儀器，實現(xiàn)了秦俑結(jié)構(gòu)的確定與還原。借助化學(xué)儀器，未來一定還可以揭開更多的秘密。

（作者鄒曉川系重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院教授，伍鈺茜和隆炎霓均系重慶第二師范學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生）

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