納米材料在巖刻類(lèi)巖畫(huà)保護(hù)中的實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用

張嘉馨

[摘要]巖畫(huà)是我們重要的文化遺產(chǎn)，它承載著人類(lèi)遠(yuǎn)古的歷史和文化。但由于自然風(fēng)化和環(huán)境破壞等各方面因素，巖畫(huà)日漸斑駁模糊，珍貴的史料、生動(dòng)的圖像漸行漸遠(yuǎn)。巖畫(huà)保護(hù)成為一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)納米材料的研究和實(shí)驗(yàn)，探索其在巖刻類(lèi)巖畫(huà)保護(hù)中應(yīng)用的可行性和優(yōu)勢(shì)，以期新材料的研究能為守護(hù)古老的巖畫(huà)貢獻(xiàn)力量。

[關(guān)鍵詞]巖畫(huà)保護(hù) 防風(fēng)化 納米材料 具茨山巖畫(huà)

巖畫(huà)，在美洲多稱(chēng)為“rock art”，在歐洲多稱(chēng)為“cave art”，同時(shí)也常被稱(chēng)作“rock carvings”“rockengravings”“rock inscriptions”等。在中國(guó)目前一般稱(chēng)為“巖畫(huà)”，在20世紀(jì)中后期的著作中也稱(chēng)為“崖畫(huà)”“石刻”等。此外，還有“Petroglyph”指巖刻類(lèi)巖畫(huà)，“pictographs”指彩繪類(lèi)巖畫(huà)。本文的納米技術(shù)主要針對(duì)巖刻類(lèi)巖畫(huà)進(jìn)行保護(hù)研究。目前，巖畫(huà)作為UNESCO世界遺產(chǎn)，在法國(guó)、意大利、印度、阿塞拜疆、蒙古、利比亞、挪威、瑞典、坦桑尼亞、西班牙、葡萄牙、墨西哥、馬拉維、印度、保加利亞、哈薩克斯坦等國(guó)均有。巖畫(huà)是一種全球性的現(xiàn)象，在世界不同地區(qū)的文化中均有發(fā)現(xiàn)。巖畫(huà)的創(chuàng)作貫穿于人類(lèi)的整個(gè)歷史進(jìn)程，在許多民族志資料的記錄中把巖畫(huà)作為儀式產(chǎn)物的一部分。巖畫(huà)作為一個(gè)學(xué)科引起人們廣泛的注意是在20世紀(jì)80到90年代，大衛(wèi)·惠特利（David S.Whitley）稱(chēng)這一時(shí)期為“革命”。在這一時(shí)期，大量的以英語(yǔ)為母語(yǔ)的考古學(xué)家和拉丁美洲的考古學(xué)家開(kāi)始把注意力轉(zhuǎn)向巖畫(huà)。他們認(rèn)識(shí)到巖畫(huà)可以被用來(lái)理解象征、宗教系統(tǒng)、性別關(guān)系、文化邊界、文化演變、藝術(shù)起源和信仰。

具體到中國(guó)而言，從東海之濱的連云港、珠海到西部邊陲的新疆、西藏地區(qū)，從北部的大興安嶺到南部的珠江流域都廣泛分布有巖畫(huà)。目前我國(guó)共有1227處巖畫(huà)遺址，國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位19處，省級(jí)文物保護(hù)單位88處，縣級(jí)文物保護(hù)單位199處（第三次全國(guó)文物普查數(shù)據(jù)）。這些古老而神秘的巖畫(huà)從遠(yuǎn)古遺留至今，一幅幅生動(dòng)的圖像訴說(shuō)著黃土埋塵般遠(yuǎn)去的歷史。歷經(jīng)歲月的滄桑與歷史沉浮，風(fēng)剝雨蝕，日曬塵降，昔日那清晰的畫(huà)面日漸模糊，褪去的不僅僅是清晰的線條，還有巖畫(huà)所承載的歷史記憶。然而，由于巖畫(huà)自身地理位置的特點(diǎn)，及其整體性保護(hù)的需要，很難像可移動(dòng)文物一樣置于博物館中，這就為巖畫(huà)的保護(hù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。目前隨著各個(gè)巖畫(huà)點(diǎn)保護(hù)區(qū)的建立，盜竊、刻畫(huà)、涂鴉等人為性破壞已經(jīng)得到有效控制，但風(fēng)化仍舊是擺在巖畫(huà)保護(hù)面前的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題。

本文以納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦制劑為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，探討其在巖畫(huà)保護(hù)中應(yīng)用的可能性及其優(yōu)勢(shì)，并以河南具茨山為例，結(jié)合具茨山的生態(tài)環(huán)境和風(fēng)化要素，在實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上，對(duì)其進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用。

一、巖畫(huà)風(fēng)化與保護(hù)現(xiàn)狀

（一）巖石的風(fēng)化類(lèi)型

巖石是巖畫(huà)的物質(zhì)載體。巖石的風(fēng)化類(lèi)型有三種：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。引起這三種風(fēng)化的要素各不相同，其導(dǎo)致的風(fēng)化結(jié)果也有所差異。在具體保護(hù)中，所運(yùn)用的保護(hù)策略也需根據(jù)風(fēng)化的情況進(jìn)行綜合分析。

1.巖石的物理風(fēng)化

巖石物理風(fēng)化的主要因素有干濕過(guò)程、冷熱過(guò)程和凍融過(guò)程。物理風(fēng)化對(duì)巖石的主要破壞原理在于水冰相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中引起的熱脹冷縮，導(dǎo)致巖體內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。在物理風(fēng)化的長(zhǎng)期作用下，巖體的強(qiáng)度下降，結(jié)構(gòu)遭到破壞。

2.巖石的化學(xué)風(fēng)化

巖石的化學(xué)風(fēng)化主要是指巖石與外部環(huán)境中的大氣、水分等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的化學(xué)物質(zhì)和礦物質(zhì)，從而使巖體遭到侵蝕破壞?；瘜W(xué)風(fēng)化的主要形式有溶解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化作用、堿化作用等。

3.巖石的生物風(fēng)化

巖石的生物風(fēng)化主要是指動(dòng)植物的生命活動(dòng)對(duì)巖石的破壞作用，如植物的根系在巖石中生長(zhǎng)時(shí)的膨脹作用，以及根系中有機(jī)酸、真菌、細(xì)菌、地衣等微生物的生命活動(dòng)對(duì)巖體的侵蝕等。

具體到對(duì)巖畫(huà)本身的影響而言，物理風(fēng)化容易導(dǎo)致畫(huà)面開(kāi)裂、剝落；化學(xué)風(fēng)化容易導(dǎo)致畫(huà)面模糊，加速畫(huà)面整體性的消失；生物風(fēng)化易導(dǎo)致畫(huà)面產(chǎn)生裂隙、生長(zhǎng)地衣等破壞畫(huà)面。在實(shí)際的過(guò)程中，這三種風(fēng)化往往同時(shí)進(jìn)行，但根據(jù)巖石性質(zhì)、周邊生態(tài)環(huán)境的不同，風(fēng)化類(lèi)型有所區(qū)別和側(cè)重，同時(shí)針對(duì)巖體不同的風(fēng)化程度（見(jiàn)表1）所采取的措施也各異。在微風(fēng)化和弱風(fēng)化狀態(tài)下可用納米涂層的方法進(jìn)行日后風(fēng)化的預(yù)防；而對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化狀態(tài)的巖體，要先對(duì)巖體本身進(jìn)行修復(fù)和加固，才能進(jìn)一步做納米涂層的保護(hù)。

（二）巖刻類(lèi)巖畫(huà)的傳統(tǒng)保護(hù)方式與保護(hù)現(xiàn)狀

自中國(guó)巖畫(huà)發(fā)現(xiàn)100年以來(lái)，特別是20世紀(jì)90年代之后，巖畫(huà)的價(jià)值日益受到重視，保護(hù)也隨之有所發(fā)展。但就各個(gè)地區(qū)的巖畫(huà)保護(hù)措施而言，主要是建立巖畫(huà)保護(hù)區(qū)（寧夏賀蘭山、連云港將軍崖、河南具茨山、珠海寶鏡灣等），文管部門(mén)定期檢查（浙江仙居等），搭建巖畫(huà)保護(hù)掩體（內(nèi)蒙古烏海），硅膠涂層（江蘇省連云港）。

1.建立巖畫(huà)保護(hù)區(qū)

保護(hù)區(qū)的建設(shè)有效防止了涂鴉、刻畫(huà)、偷盜等人為因素對(duì)巖畫(huà)造成的破壞，但并未能有效防止巖體的風(fēng)化。

2.巖畫(huà)保護(hù)掩體

在巖畫(huà)上搭建小型建筑對(duì)巖畫(huà)進(jìn)行遮蔽和保護(hù)，雖然能有效防止風(fēng)蝕、水蝕、酸雨等風(fēng)化要素，但對(duì)巖畫(huà)所在的原生自然景觀有一定影響。往往新搭建的保護(hù)建筑與周邊自然環(huán)境不能有效協(xié)調(diào)，也使人們難以近距離接近巖畫(huà)，進(jìn)行細(xì)節(jié)的觀察（如內(nèi)蒙古烏海巖畫(huà)）。

3.硅膠涂層對(duì)巖體進(jìn)行防風(fēng)化處理

2005年連云港將軍崖巖畫(huà)用有機(jī)硅材料對(duì)巖體進(jìn)行了防風(fēng)化處理。有機(jī)硅具有良好的憎水性，但將軍崖巖畫(huà)位于近海地帶，濕度大，地下土層鹽分高，有機(jī)硅的疏水性使得巖體內(nèi)部由于水分的交換不暢產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易對(duì)巖體造成破壞。

基于目前巖畫(huà)保護(hù)中對(duì)于防風(fēng)化缺少有效的方法以及納米技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展和在其他領(lǐng)域中應(yīng)用的成果，針對(duì)納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和實(shí)驗(yàn)，以期通過(guò)納米材料特有的性能，對(duì)巖畫(huà)的防風(fēng)化保護(hù)能有所裨益。

二、納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦的特性及防風(fēng)化實(shí)驗(yàn)

納米材料通常是指粒徑在1nm到10nm之間的材料，因其粒徑過(guò)小而具有界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等，從而改變了材料的性能，具備了新的物理和化學(xué)特性。當(dāng)材料在納米尺度時(shí)，材料的表面相會(huì)影響到材料的性質(zhì)。同時(shí)，在納米材料中電子相關(guān)性很強(qiáng)，能級(jí)分裂和電子布局的改變、量子隧道和輸運(yùn)的不同以及材料中的激發(fā)態(tài)都會(huì)對(duì)納米材料的性能產(chǎn)生影響。其中納米材料的小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，使其與其他材料（如高分子聚合物）中不飽鍵的電子云發(fā)生作用，進(jìn)而與材料中的大分子相互結(jié)合形成立體的網(wǎng)狀，這大幅度提高了材料的強(qiáng)度、韌性、延展性，使材料具有極強(qiáng)的耐腐蝕抗氧化性。

納米二氧化硅（SiO₂）粒徑很小，表面吸附力強(qiáng)，表面能大，分散性能好，廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)學(xué)、防護(hù)涂層等領(lǐng)域。具體到保護(hù)涂層而言，納米二氧化硅不僅具有良好的韌性和耐候性，還具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂層干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而增加了涂層的強(qiáng)度和通透性。同時(shí)，納米二氧化硅還具有良好的生物親和性。

納米二氧化鈦（TiO₂）具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無(wú)毒性、超親水性、非遷移性。作為保護(hù)涂層有良好的分散性和耐候性、較強(qiáng)的屏蔽紫外線的作用。納米二氧化鈦的抗紫外線能力與其粒徑有關(guān)：當(dāng)粒徑較大時(shí)，對(duì)紫外線的阻隔是以反射、散射為主，且對(duì)中波區(qū)和長(zhǎng)波區(qū)紫外線均有效；隨著粒徑的減小，光線能透過(guò)納米二氧化鈦的粒子面，對(duì)中波區(qū)紫外線的吸收性明顯增強(qiáng)。即納米二氧化鈦對(duì)不同波長(zhǎng)紫外線的防曬機(jī)理不一樣，對(duì)長(zhǎng)波區(qū)紫外線的阻隔以散射為主，對(duì)中波區(qū)紫外線的阻隔以吸收為主。

基于日后在具茨山巖畫(huà)進(jìn)行納米技術(shù)防風(fēng)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)想，樣本于2014年9月6日采集于河南省新鄭市具茨山（見(jiàn)圖1）。地理坐標(biāo)：北緯34°20′41.91″，東經(jīng)113°34′44.19″，海拔209米。巖石種類(lèi)為片巖。針對(duì)巖畫(huà)風(fēng)化的要素和納米材料在巖畫(huà)保護(hù)中的效度，對(duì)樣本進(jìn)行了涂層厚度、接觸角測(cè)試、紫外線測(cè)試、酸堿度和附著力方面的測(cè)試。下面將結(jié)合納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦的特性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)其在巖刻類(lèi)巖畫(huà)保護(hù)中的可行性進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

（一）提高強(qiáng)度和耐候性

納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦酸堿測(cè)試：將附有該納米涂層的玻璃基材浸泡到10%HCl或者NaOH溶液中，納米涂層表面無(wú)變化。因此，對(duì)待環(huán)境中的鹽分、酸雨、塵降等具有較好的防御性能。

納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦附著力測(cè)試：利用附著力測(cè)定儀測(cè)定該納米涂層的附著力，納米涂層的附著力為0級(jí)（利用附著力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)儀器作劃格法測(cè)試，切割邊緣完全平滑，無(wú)一格脫落）?？杀Ｗo(hù)巖體表面沙化脫落以及物理撞擊（風(fēng)、雨水、沙塵等）對(duì)巖體產(chǎn)生的破壞作用。

通過(guò)納米材料的覆蓋，形成保護(hù)層，有利于提高巖面的強(qiáng)度，增加抗擊打的能力，有效抵制雨水、沙塵等產(chǎn)生的撞擊力而帶來(lái)的破壞。同時(shí)，保護(hù)層對(duì)于周邊環(huán)境的波動(dòng)、溫差帶來(lái)的巖體張力、濕氣、鹽分的滲入具有一定的隔離效果，從而提高了巖體的耐候性。

（二）透明及防遮蓋性

涂層厚度（見(jiàn)圖2）：根據(jù)SEM照片顯示，將納米材料涂在具有氧化層的硅片上，涂抹三層的厚度約為300nm。也即平均每層僅為100nm。同時(shí)，納米材料的粒徑都小于100mn，而可見(jiàn)光的波長(zhǎng)則為400mn至750nm，因此根據(jù)Mie理論可知納米級(jí)材料相對(duì)于可見(jiàn)光而言是透明的?；诩{米材料良好的透明性和防遮蓋性將其涂在巖畫(huà)表面不會(huì)改變巖畫(huà)的視覺(jué)效果和原有性狀。

（三）良好的親水性

傳統(tǒng)的有機(jī)材料（如連云港將軍崖使用的有機(jī)硅）與巖體的相容性尚待提高。第一，巖石本身的親水性和有機(jī)保護(hù)膜之間憎水性的矛盾會(huì)導(dǎo)致巖體產(chǎn)生應(yīng)力破壞，即表層的憎水性使石頭的內(nèi)外層產(chǎn)生顯著的溫度、濕度梯度從而造成應(yīng)力破壞。保護(hù)材料的憎水性越大，界面應(yīng)力越集中，破壞速度也越快；同時(shí)，巖石的強(qiáng)度越小、吸水率越高，也更易于遭到破壞。第二，在干濕循環(huán)過(guò)程中，被保護(hù)部分的憎水性和巖石基底親水性的物理性質(zhì)差異及界面應(yīng)力也會(huì)對(duì)巖體內(nèi)部造成破壞。第三，傳統(tǒng)有機(jī)材料的保護(hù)膜阻止了可溶性鹽分在巖體內(nèi)部和表面的遷移，鹽的結(jié)晶應(yīng)力可以頂破保護(hù)層，甚至漲破巖體的表層組織，使巖體呈粉狀剝落。通過(guò)水在巖石內(nèi)部的運(yùn)移和相變過(guò)程，鹽結(jié)晶、加熱、凍融將加劇表面保護(hù)層的破壞速度。與傳統(tǒng)材料相比，納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦，具有良好的親水性，能在有效提高巖石強(qiáng)度和耐候性的同時(shí)，保持巖石的內(nèi)部與外部的水氣交換，保持巖體與自然界交流的暢通，減少傳統(tǒng)有機(jī)保護(hù)材料因憎水性對(duì)巖體帶來(lái)的應(yīng)力破壞。這也是基于巖畫(huà)的破壞主要來(lái)自于外界的環(huán)境，巖體本身的生態(tài)微循環(huán)對(duì)巖畫(huà)的破壞極小。納米材料的應(yīng)用主要是基于對(duì)外界破壞的防護(hù)，并在防護(hù)的同時(shí)保持巖體與外部環(huán)境正常的水氣、鹽分交換及與周邊巖體保持同步的應(yīng)力，維護(hù)巖體本身的小生態(tài)圈，有效避免了因保護(hù)涂層而隔斷巖體與外界的正常交流而造成的保護(hù)性破壞。

（四）良好的透氣性

透氣性是指保護(hù)材料在阻止外界液態(tài)水進(jìn)入巖體的同時(shí)，也可以讓巖體內(nèi)部的水分通過(guò)氣體的形式從內(nèi)部散發(fā)出來(lái)，使得巖體內(nèi)外的濕度達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)。就原生的巖體本身而言，其自身的毛細(xì)孔就可以保證巖體與外界的水氣交換。一旦使用了高分子保護(hù)材料，由于材料的憎水性，使得巖體內(nèi)部與外部不能進(jìn)行有效的水氣交換，進(jìn)而對(duì)巖體產(chǎn)生破壞。但納米材料，基于其表面相和良好的透氣、透水性，可以保證巖體內(nèi)部與外部的水氣交換。

（五）防紫外線、抗老化性

紫外線是一種比可見(jiàn)光光波短的電磁波，波長(zhǎng)越短，能量越大，危害也就越大。因此，紫外線也是造成巖面風(fēng)化的重要原因之一。納米材料的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)（納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)使其在吸光時(shí)產(chǎn)生“寬化”和“藍(lán)移”現(xiàn)象進(jìn)而增強(qiáng)了對(duì)紫外線的吸收作用）對(duì)光有良好的吸收作用。納米二氧化鈦具有高折光性和高光活性，它本身具有半導(dǎo)體的特性，可以通過(guò)吸收或者散射紫外線來(lái)減小紫外線的通過(guò)率。與高分子聚合物按照一定方式復(fù)合，納米顆粒的尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)，小尺寸效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光的吸收顯著增強(qiáng)，尤其對(duì)紫外線具有強(qiáng)烈的吸收作用，這樣就使得納米復(fù)合材料具有很好的紫外線屏蔽作用。

（六）自清潔功能

光催化功能的研究發(fā)現(xiàn)：在日光的紫外線作用下，納米二氧化鈦被激活并生成具有高催化活性的游離基，能產(chǎn)生很強(qiáng)的光氧化及還原能力，可催化、光解附著于物體表面的各種有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)物。利用二氧化鈦的光催化反應(yīng)可以把吸附在二氧化鈦表面的有機(jī)污染物分解為自然揮發(fā)的CO₂和O₂，剩余的無(wú)機(jī)物可被雨水直接沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能。同時(shí)，納米二氧化鈦可成為親水性和親油性?xún)上喙泊娴摹岸獏f(xié)同納米界面”。

三、納米涂層保護(hù)技術(shù)在具茨山巖畫(huà)中初步的實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用

具茨山位于河南省新鄭市辛店鎮(zhèn)，為中岳嵩山之余脈，東西長(zhǎng)2公里，南北寬1.5公里，面積3平方公里，海拔793米，相對(duì)高度540米。具茨山歷史悠久，人文資源豐富?！肚f子·徐無(wú)鬼》載：“黃帝見(jiàn)大隗于具茨之山。”酈道元《水經(jīng)注》記載：“黃帝登具茨山，升于洪堤上，受《神芝圖》于華蓋童子，即是山也?！本叽纳綆r畫(huà)數(shù)量多，以凹穴、方格紋為主，多用磨刻或敲鑿法制作而成，有著悠久的歷史和獨(dú)特的文化價(jià)值。而有效的保護(hù)措施和防風(fēng)化處理能夠保證畫(huà)面的品質(zhì)，為日后的學(xué)術(shù)研究提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)體基礎(chǔ)。

就具茨山所處的氣候、地理環(huán)境而言，地處豫西平原向華北平原的過(guò)渡地帶，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫14.2℃，年平均降水量662.0mm。汛期通常在6月至8月，能占到全年降水量的54%。由1960年至52000年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知該地區(qū)（新鄭）沙塵暴的發(fā)生次數(shù)為24次。除了水蝕、風(fēng)蝕、日照、沙塵暴等侵蝕要素外，由于近年來(lái)新鄭及其周邊地區(qū)工業(yè)化的發(fā)展，塵降、酸雨、霧霾等也成為對(duì)巖畫(huà)破壞的要素之一。所以，并非沒(méi)有人為的破壞，就能完好地保護(hù)巖畫(huà)，面對(duì)日益嚴(yán)峻的自然環(huán)境和斑駁模糊的巖畫(huà)圖像，防風(fēng)化的研究和舉措有一定的必要性。

基于此前的研究基礎(chǔ)，2014年10月17日在河南具茨山進(jìn)行了納米涂層保護(hù)的實(shí)驗(yàn)，具體位置位于新鄭市白馬寺東北虎頭嶺。地理坐標(biāo)：34°17.5230N；113°34.5877E；海拔：292m；實(shí)驗(yàn)面積：長(zhǎng)130cm，寬130cm。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）選定實(shí)驗(yàn)巖石，對(duì)巖石的性質(zhì)進(jìn)行分析和測(cè)算，并根據(jù)巖石性質(zhì)制定合適的納米材料制備方案。

（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)的巖石進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量和記錄（見(jiàn)圖3-1）。

（3）對(duì)巖體表面進(jìn)行處理，去除微生物、細(xì)菌、真菌，噴殺菌劑（見(jiàn)圖3-2）。

（4）蒸餾水清洗，并待巖石表面自然晾干。

（5）噴涂納米保護(hù)涂層，在噴涂過(guò)程中以氣壓方式均勻噴灑為佳（見(jiàn)圖3-3）。

（6）對(duì)實(shí)驗(yàn)后的巖面進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和拍照（見(jiàn)圖3-4）。

四、對(duì)于不同地區(qū)的巖刻保護(hù)與納米涂層制備的探索

在使用納米材料對(duì)巖刻類(lèi)巖畫(huà)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，要注意“因地制宜”，根據(jù)不同地區(qū)巖石的性質(zhì)和所處的自然地理環(huán)境及其風(fēng)化要素的分析，對(duì)納米材料的配置在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

1.根據(jù)巖石本身的物理性質(zhì)、透氣性、含水性等，對(duì)納米涂層的制備進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)要著重注意巖石的張力與涂層之間的張力是否匹配，避免因二者張力不一致造成的破壞。在納米材料的硬度方面，要注意材料的熱脹系數(shù)與巖石的熱脹系數(shù)要接近。如果材料硬度低，延展伸縮性好，與巖體的熱脹系數(shù)保持一致，就不會(huì)因涂層與巖體的熱脹系數(shù)不同產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致巖體表面的剝落現(xiàn)象。

2.增強(qiáng)材料的親水性和透氣性，促進(jìn)巖面與自然界的水氣交換，避免所保護(hù)巖石的小生態(tài)環(huán)境部受到破壞。

（1）把握水（潮氣）在巖體內(nèi)外的運(yùn)移和相變情況，避免干濕循環(huán)本身產(chǎn)生的和由此引發(fā)的應(yīng)力破壞。

（2）掌握可溶鹽在巖石內(nèi)部的運(yùn)移情況，注意巖體脫鹽和隔離鹽的來(lái)源。

3.考量日照因素，根據(jù)巖刻所處地域的日照情況和數(shù)據(jù)分析，增加納米二氧化鈦的含量，提高防紫外線的能力。

4.分析巖刻點(diǎn)所在周邊環(huán)境中造成化學(xué)腐蝕的主要來(lái)源與物質(zhì)，如酸雨中的二氧化硫、霧霾中的氮氧化物、塵降中的有害化學(xué)物質(zhì)等。針對(duì)不同地區(qū)主要化學(xué)腐蝕物質(zhì)的來(lái)源不同，對(duì)納米材料的合成進(jìn)行調(diào)整。

例如，連云港地區(qū)的巖畫(huà)，由于靠海，就要特別注意巖石的水氣循環(huán)，水分、鹽分在巖石和外界的相互作用，制備中增加二氧化硅加強(qiáng)透氣性，在保證耐候性和強(qiáng)度的前提下，保障水分的有效循環(huán)。新疆地區(qū)的巖畫(huà)，由于日照時(shí)間長(zhǎng)，紫外線強(qiáng)度高，風(fēng)沙大，在制備過(guò)程中增加二氧化鈦的含量，加強(qiáng)防紫外線的能力。要從整體上理解巖體的退化和侵蝕機(jī)制，對(duì)氣候變化、污染要素、環(huán)境影響因子、巖體性能和狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，制定相應(yīng)的防風(fēng)化方案和系統(tǒng)的保護(hù)策略。

五、結(jié)語(yǔ)

面對(duì)斑駁疏離的圖像，對(duì)巖刻進(jìn)行防風(fēng)化保護(hù)將為以后的斷代和學(xué)術(shù)研究提供條件和基礎(chǔ)。本文借用納米材料對(duì)巖刻本體保護(hù)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)和探索，并以具茨山巖刻為依托進(jìn)行了個(gè)案研究，探索納米材料在巖刻保護(hù)中的信度和效度。此外，在納米保護(hù)涂層的實(shí)踐中由于不同地區(qū)的自然氣候環(huán)境各異，納米二氧化硅復(fù)合二氧化鈦的實(shí)驗(yàn)室配制也將有所不同。