更新时间：作者：小小条
历史长河中，众多珍贵文物如璀璨星辰，承载着人类文明的光辉与记忆。然而，这些作品往往精致且脆弱，易受环境变化影响，面临破损、泛黄、霉斑等问题。为应对这些挑战，研究人员不断探索新的材料和技术，这其中，纳米纤维素因其卓越性能在文物修复中展现了巨大潜力。
为此，作者对法国文物修复师及高级纸张保护师专家雷米·德雷福斯-德塞涅（Rémy Dreyfuss-Deseigne）进行了专访，解码文物保护的最新方向。
雷米·德雷福斯-德塞涅（Rémy Dreyfuss-Deseigne）毕业于法国国家遗产研究所（l'Institut national du patrimoine）与巴黎卢浮宫学院（Ecole Du Louvre），这两所久负盛名的学府赋予他深厚的文物保护专业底蕴。深耕纳米纤维素在艺术品保护领域的应用，雷米凭借卓越的专业能力，获得了国家博物馆藏品修复工作的授权，足见业界对其专业水准的高度认可。
谈及自身使命，雷米这样阐释：“纸张保护师专注于国家博物馆、图书馆及档案馆中历史文物、艺术品与文献的保存修复工作。我们所做的，不仅是守护这些承载文明记忆的纸质瑰宝，更是要让它们完好无损地传承至下一代。”
这份工作始于对纸张材料物理、化学特性的透彻研究，由此开展艺术品与文献的全方位评估，涵盖视觉勘察、技术检测、建档记录、修复处理，以及包装存储方案的精准选择。纸质文物保护的核心在于稳定化处理，通过修复干预与预防性保护策略，保障文物安全用于查阅、数字化及展览。
“每位纸张保护师各有专长，”雷米介绍道，“我专注于纳米纤维素在纸质文物稳定修复中的应用，并通过国际培训将这项创新技术分享给同行。”
纳米纤维素（Nanocellulose）源自木材、棉花、细菌等生物中提取的纯纤维素。
根据原材料来源和处理方式的不同，纳米纤维素常见的种类包括微纤化纤维素（microfibrillated cellulose, MFC）、细菌纳米纤维（bacterial nanocellulose, BNC）和纤维素纳米晶体（cellulose nanocrystals, CNC）三类。
三者因结构差异展现出不同性能：CNC具有高结晶度、高热稳定性及螺旋排列结构，常用于制备纳米复合材料和虹彩薄膜；MFC与BNC则凭借出色的机械性能，成为制造高强度纳米级纤维素薄膜的优选材料。
纳米纤维素薄膜不仅保留了纤维素的天然属性，更因纳米级微观结构，兼具质轻与强韧的双重优势。经老化测试验证，其在光照、温湿度波动环境下仍保持高度稳定性。该薄膜厚度仅8-40微米，却拥有优异的机械强度，老化后结构依然稳固。
在光学性能方面，它具备出色的透光性，透明度与聚酯薄膜相当，且光学特性长期稳定。
此外，作为成型片材，纳米纤维素薄膜规避了粉末或喷雾状纳米材料可能释放可吸入纳米粒子的风险，安全性更高 ，有效消除健康隐患。
纳米纤维素薄膜的制备需先通过机械、化学或酶解等方法处理纤维素原料，再借助抽吸过滤、铸造、涂覆等技术成型。
抽吸过滤法（Suction Filtration Method）常用于实验室制备。将纳米纤维素悬浮液稀释后倒入真空过滤装置，过滤过程中大部分水分被去除，纤维素在过滤器上形成致密层，经压制、干燥后即可成膜。
与抽滤相比，铸造法（Casting Method）既能实现纳米纤维素的完全截留，还可通过调控蒸发条件定制特殊结构薄膜。该方法利用不可渗透基材上蒸发溶剂，使纳米纤维素均匀沉积，尤其适用于连续化工业生产。
与铸造法在不可渗透基材上制备纳米纤维素薄膜不同，涂覆法（Coating Method）则是将纳米纤维素涂覆在多孔可渗透的基材上，并刮除多余的材料。干燥后，可以获得由纳米纤维素形成的顶层和底层基材组成的复合纳米纤维素薄膜。
雷米向我们介绍，2014年纳米纤维素薄膜首次应用于博物馆文物修复。当时，他需修复法国国家电影博物馆（La Cinémathèque Française）馆藏的19世纪中期纸质观赏幻灯片。
这些文物由两层透光纸构成，可插入观赏箱，利用反射与透射光呈现昼夜及场景变化。但大多已严重撕裂破损，图像模糊难辨。
修复不仅要在两种光线下提升幻灯片可读性，还需保留发明者对材料透明度的设计巧思。然而，即便是最薄的5克/平方米日本楮纸，修补后在透射光下仍显不透明，痕迹明显。
为此，雷米转而研究纳米技术，探索一种全新的修补材料——纳米纤维素。
这项研究在法国国家图书馆（BnF，巴黎）的科学实验室进行的，探索了微纤化纤维素（MFC）这一种纳米纤维素在纸质修复中的应用潜力。
我们可以把MFC薄膜视为一种新型的“纳米纸”，其微观结构呈网状，比其他纤维更柔韧、更长。
在两项为期一年的纳米纤维素应用研究中，雷米携手法国、挪威、芬兰、瑞士等欧洲国家，以及加拿大的头部纳米纤维素生产商紧密协作。尽管收集了多家供应商的机制样品，但出于修复工作的特殊性，他更青睐于在实验室里，选用微纤化纤维素（MFC）或纤维素纳米晶体（CNC）等不同类型的纳米纤维素凝胶，手工制备纳米纸，从而精准匹配各类修复需求。
制作纳米纸时，雷米采用了前文所述的铸造蒸发法。他首先将纳米纤维素凝胶制成悬浮液，然后将悬浮液倒入培养皿中，经过数天干燥后，形成最终的纳米纸并取出。雷米表示：“这一易于复制的工艺能够稳定地生产出高度均匀的纳米纸，并且可以精确控制材料的厚度并确保最佳的输出质量。”
同时，法国国家图书馆科学实验室的一项实验结果表明，5% Klucel G（一种纤维素醚）在乙醇中的溶液有良好的粘合作用，纳米纤维素薄膜与其结合使用，可以很好地修复半透明或透明文物的破损。
雷米向我们介绍了在此次幻灯片文物修复中的具体步骤。
第一步是将有破损的两层薄纸从木框中取出。这一步需要使用湿润的吸水纸、柔软的无纺聚酯布和加热的抹刀（如图1所示）。
分离后，雷米对表面进行了清洁和胶带去除处理，然后使用手工制作的纳米纤维素薄膜对纸张进行了修复（如图2所示）。
接下来，雷米用锋利的剪刀裁剪出薄条状的纳米纤维素薄膜（图3），并使用乙醇基纤维素醚粘贴到纸张上（图4-5）。
在修复过程中，雷米制作了一个黑箱，便于随时检查反射光和透射光下的修复效果。使用纳米纤维素薄膜进行的修复效果非常理想（如图6所示）。
以下是雷米使用纳米纤维素薄膜和纤维素醚乙醇溶液修复纸质文物的常用步骤：
1、准备工作
材料准备：准备纳米纤维素薄膜、5% Klucel G在乙醇中的溶液、水。
工具准备：准备锋利剪刀、尖头镊子、软刷、特氟龙刮刀、表面光滑的无纺聚酯布（如 Bondina®）、重物、玻璃或有机玻璃板、一块黑色纸板、光桌。
确保手部清洁，或戴上薄布手套，以避免在材料表面留下任何油脂残留物
2、在待处理文件的撕口边缘进行表面清洁后，用锋利的剪刀将纳米纤维素薄膜剪成最适合的宽度（一般在 2 至 4 毫米之间）的小条状。
3、用尖头镊子来操作纳米纤维素薄膜条带。
4、蘸取乙醇基的5% Klucel G溶液将条带粘贴在玻璃板或有机玻璃板上，使用软毛的刷子整理，以避免条带变形。
5、然后立即沿着文件的撕裂处粘贴纸带，并在光台上直接控制粘贴过程。
6、为确保良好的粘附性，用一块表面光滑的无纺聚酯布（如 Bondina®）覆盖修补处，以避免在纳米纤维素薄膜干燥时在其表面留下痕迹。用特氟龙刮刀打圈轻压。
7、在撕裂处涂抹后，用一块Bondina®和一块吸墨纸覆盖，晾干 10-20 分钟。
8、修补剂干燥后，使用锋利的剪刀去除多余的薄膜条。必要时，用稍微浸湿去离子水的刷子，配合手术刀刀片或尖头镊子进行清理。
在修复严重损坏或老化艺术品时，雷米道出了面临的重重挑战：“多数老化纸基材料异常脆弱，纸张支撑体变得易碎，艺术品与文件常出现结构性损伤，像撕裂、破损、薄弱区及介质分层等。而且，纸张老化后对光照、温湿度变化极为敏感，易引发泛黄、褐斑等化学变化。不少老化纸质文物表面还会沾染灰尘、污渍，残留粘合剂与胶带痕迹。此外，不良储存条件，比如长期置于酸性框架内，可能滋生霉菌、遭受污染物侵蚀并发生酸化。”
尽管纳米纤维素在文物保护上优势明显，却也存在局限性。雷米解释道：“以水为基底的纳米纤维素凝胶不适用于修复对水敏感的墨迹，或老化、酸化的纸张，因为水分易造成水渍，甚至导致纸张变形。并且，纳米纸虽耐受温湿度变化，但亲水性强于传统纸张，无法与小麦淀粉糊等水性粘合剂配合使用。”不过，雷米依然坚信纳米纤维素在文物修复领域潜力巨大。他强调：“纳米纤维素薄膜兼具高透明度、优秀抗老化性与卓越机械强度。不同类型的纳米纤维素凝胶和悬浮液可直接用于加固纸质文物，实现无额外粘合剂修复，堪称修复技术的一大突破。作为绿色环保材料，纳米纤维素为合成聚合物提供了替代方案，极大降低了修复过程中造成不可逆损伤的风险。”
损伤的文物经过雷米之手，皆宛若新生。以下是雷米的一些修复作品的前后对比图。
作为资深纸张保存师与纳米纤维素保护应用领域的评审专家，雷米为多家博物馆及机构提供专业私人服务。除法国国家电影博物馆外，他还与毕加索博物馆（Picasso Museum）、巴黎造币博物馆（La Monnaie de Paris）等展开深度合作交流。
自2018年起，雷米开设“纳米纤维素凝胶和薄膜在文物保护中的应用”国际研讨会，面向全球文物保护专业人士授课，分享前沿技术。“我尤其关注英国博物馆藏品护理部门的反馈。”雷米提及，2019年在该馆举办的研讨会上，双方围绕使用有色纳米纸修复阿拉斯加肠衣斗篷展开探讨。这些由半透明肠衣制成的三维文物极为脆弱，亟需特殊材料稳固破损处、强化整体结构以满足展出需求。研讨会上英国博物馆修复团队热情参与、积极交流，数月后，雷米收到修复前后对比照片，效果惊艳，有力印证了有色纳米纸在特殊文物修复中的卓越成效。
不仅如此，东京一位纸质修复师曾接手一幅极度脆弱的描图纸画作——这幅作品已碎裂成众多残片，堪称纸质修复师的“噩梦”。雷米转述道：“她坦言，2023年在东京国立文化财研究所（Tokyo Tobunken）研讨会上学到的纳米纤维素修复技术，成为此次修复的关键。若没有这项技术助力，修复根本无从谈起。”
如今，随着更多修复专家对纳米纤维素的认可与实践，这项材料势必在文物修复领域释放更大能量，驱动行业朝着更高效、可持续的方向大步迈进。
参考资料
来源：as科学艺术研究中心
编辑：4925
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