近日,先進造紙與紙基材料全國重點實驗室 2025 年第七期交叉學科圓桌論壇在華南理工大學五山校區成功召開。本次論壇以 “先進綠色造紙技術” 為核心主題,聚焦斜網紙機成形系統結構設計優化及應用、綠色制漿新技術、降碳減排新舉措等內容。中國工程院院士陳克復應邀出席并講話,實驗室多位主任及來自多所高校、企業的十余位專家學者齊聚,共商綠色制造背景下斜網紙機技術相關的創新、優化與挑戰,旨在突破核心技術瓶頸,推動造紙行業向高端化、智能化、綠色化發展。
現代造紙技術在綠色可持續性上不斷突破,為紙張注入了新的生命力。然而,那些承載著千年文明的古籍,卻因誕生于技術受限的時代,無法獲得同等的“防護”。當這些珍貴的文化遺產歷經歲月侵蝕而“病痛纏身”時,又該去哪里尋求“良醫”,使用何種“靈藥”來救治?
先進造紙與紙基材料全國重點實驗室有這樣一群科研人員,化身古籍“醫生”,研發古籍專用“醫療器械”“神丹妙藥”,為病書治病、為古籍續命。他們就是嶺南文獻保護研究中心樊慧明教授團隊。團隊自主研發智能化古籍脫酸增強裝置,使古籍修復擺脫了毛筆、糨糊等傳統手段,走上了智能化、批量化修復的道路。
“續命神器”:智能化古籍脫酸增強裝置
實驗室的文獻自動霧化脫酸機
怎么給古籍 “治病”?這還要從紙張的基本原理講起。紙張的主要成分是纖維素,一般情況下,纖維素是穩定的,但是在酸的作用下,纖維分子極易發生水解,紙張的機械性能因此會大幅下降,這就導致書頁脆化變質,極易受到損壞。因此,將古籍的書頁進行脫酸處理,是減緩古籍紙張脆化進程、保護紙張的重要方法之一。
據統計,我國館藏古籍數量超過 5000 萬冊,其中三分之一存在不同程度的破損,為病書治病刻不容緩。長久以來,古籍修復依靠手工完成,盡管如今我國古籍修復專業人員已超千人,但修復的速度仍趕不上古籍老化的速度。提高修復效率,需要科技的介入。
樊慧明舉例說,一個省的圖書館所藏古籍文獻,如果采用手工脫酸等保護措施,預計耗費 150 年都難以完成。因此,采取高科技、智能化古籍文獻保護之路勢在必行。
實驗室的智能化古籍脫酸增強裝置
為此,團隊自主研發了智能化批量脫酸增強保護修復設備,可以全自動、批量化修復古籍,對整本古書進行脫酸加固處理。有了智能化古籍脫酸增強裝置的助力,一張紙質文獻從傳送帶的一端傳入,經過自動分頁、預真空、霧化、干燥,再從傳送帶送出,脫酸工作就此完成。該裝置一批可修復 16 本古籍,修復時間僅需 2 小時,比傳統手工修復快近兩天時間。
攻堅克難:巧解攻克兩大核心難題
裝置的專業高效,離不開團隊攻堅克難,巧妙解決了古籍修復的兩大 “攔路虎”。
氣流+傾斜:為 “生病” 古籍 “吹風扇”
字畫文獻等單頁古籍,僅需放入裝置即可充分脫酸,可大部分的古籍裝訂成冊,該怎么保證每頁充分脫酸呢?團隊首先想到效仿“點鈔機”,依次為古籍的每一頁噴灑藥劑,但分頁的速度和強度太高,“生病” 的古籍無法承受。團隊又嘗試了“推桿翻書”和真空吸頁,都沒有得到想要的結果。
反復改進方案后,團隊設計出了“氣流 + 傾斜”的巧解,將裝置內古籍向下傾斜,使書頁自然散開呈扇形,再用氣流在古籍下輕吹,這樣的方式分頁均勻、受力輕微,古籍的每一頁都能充分脫酸。
裝置在進行分頁步驟
真空+霧化:為“生病”古籍“蒸桑拿”
該裝置采用離子脫酸的原理,因此需要水分子協助,可“生病”的古籍比較脆弱,無法“泡澡”或者“沖涼”,要想辦法讓古籍與離子接觸,必須解決“水”的問題。團隊從“抽血”的原理汲取靈感:為什么病人的血液能順管道吸到取樣管中去?是因為取樣是抽真空的。所以裝置采取了 “真空 + 霧化” 的方式,先真空干燥,把紙頁內部空隙里的空氣排出,此時書頁無需浸泡,在水霧中“蒸個桑拿”,就可以很好的吸收脫酸液。
此外,團隊還從紙張原材料、化學品以及墨的角度出發,研制出一系列紙張脫酸增強材料,如針對進口材料成本高、不環保、滲透困難等問題,依據紙墨的不同性質,對比研制了 15 種脫酸材料,利用天然材料如納米纖維素、細菌纖維素等制作文獻的增強材料,為文獻 “延年益壽”。從無損檢測、紙、墨跡等方面,進行文獻評價指標體系研究,建立了較為完整的文獻修復評價指標體系。
裝置在進行古籍脫酸增強
我國古籍浩如煙海,保護工作任重道遠。樊慧明團隊的成功實踐,為古籍保護開辟了新路徑,點亮了科技賦能文化傳承的明燈。越來越多科研人員加入這一行列,用現代科技和工匠精神,守護中華民族的集體記憶,讓沉睡的典籍重新煥發生機。
參考來源
華南理工大學《搶救“國寶”,華南理工“醫生”妙手回春!》
https://mp.weixin.qq.com/s/a2so3HuJZlPSEPncyWmbeQ
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