重慶大學劉漢龍院士團隊：用微生物修復巖土文物

當微生物遇上石刻文物會如何？自然環境中，細菌、真菌、藻類及地衣等微生物會對石刻文物造成腐蝕和侵害；在科研人員的手中，微生物卻成為修復石刻文物的“小能手”。

近日，記者從重慶大學獲悉，中國工程院院士、重慶大學土木工程學院教授劉漢龍團隊將微生物礦化加固技術應用于巖土文物修復中，創新的微生物礦化修復技術在大足石刻等千年古跡得到應用。這是我國巖土文物保護的綠色環保新技術。

位于重慶的大足石刻與敦煌莫高窟、龍門石窟以及云岡石窟齊名，是我國石窟藝術寶庫中的璀璨明珠。然而，除了巖體失穩，大足石刻面臨水的侵蝕、石質風化、生物病害等眾多“致病”因素。尤其是生物分泌物導致的表面污染、腐蝕性液體對石質和彩繪的侵蝕，以及植物根系造成的開裂脫落，都是大足石刻不得不面對的“病痛”。

以往，針對石刻類文物風化、粉化、殘斷等問題，主要采用有機高分子材料進行修復。但隨著修復工作的大范圍開展，有機高分子材料的弊端逐漸顯現。如有機合成材料在高溫高濕環境下的干燥性能、固化能力、防霉抗菌性及其耐候性等問題，越發不適合部分石質文物的補配修復。

“新型保護修復材料的研發一直是文物保護領域的熱點研究課題。”在重慶大學巖土實驗室的微生物土實驗室內，重慶大學巖土文物保護研究中心副主任楊陽展示著陳列的培養器皿說，這里面都是他們精心培育的十多種“聽話”的微生物。這些微生物來源于復雜的自然環境，經過科研人員的篩選和培養后，成為了修復巖土文物的“小能手”。

微生物礦化作為自然成礦作用的一種，廣泛存在于地質演變過程中。“自然界中珊瑚礁的形成過程就是微生物礦化最直觀的體現。”楊陽解釋說，微生物生長繁殖和代謝活動中發生的一系列生物化學反應，可以誘導生成碳酸鹽、磷酸鹽等沉淀，珊瑚蟲就是通過分泌碳酸鈣構建了自己的家園。不過在自然環境下，生物礦化反應溫和且耗時漫長，而科研人員通過人為干預生物礦化反應過程，實現對微生物礦化速率的控制，成為低碳、高效的土體加固技術新思路。

劉漢龍團隊率先開展巖土微生物技術方面的研究，微生物加固技術已經運用在邊坡堤壩加固、道路修建和防止土壤侵蝕、水槽池塘修筑、沙漠防塵、近海岸基加固等巖土工程相關領域。在劉漢龍的指導下，團隊開辟了巖土微生物技術在巖土文物保護修復的應用新領域。

為了最大限度降低微生物與環境影響的排斥性，文物的修復需要因地制宜，在當地找到可礦化的微生物。“我們研發了一套自己的可礦化微生物培養方法，可以快速篩選出當地可用于修復的微生物。”楊陽說，利用基于微生物代謝產物的微生物礦化修復技術對文物進行保護修復，不僅兼容性高、無毒無害、綠色環保、耐候性強，而且修復過程“動作輕柔”，文物受意外傷害概率小，契合了石質文物修復“最小干預”“不引入異物”的特殊需求。

目前，劉漢龍團隊已與云岡研究院達成合作，將用該技術對云岡石窟的文物進行保護。楊陽表示，他們將繼續創新微生物礦化修復技術，讓科技守護文化根脈。